KR20170102171A - 무선 전력 전송기 관리기들간의 통신을 제어하는 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에서 설명한 실시 예는 3차원 에너지 포켓을 생성하기 위해 전력 전송 신호(예를 들어 무선 주파수(RF) 신호파)를 전송하는 전송기를 포함한다. 적어도 하나의 수신기는 전자 디바이스에 접속되거나 그와 통합될 수 있으며, 에너지 포켓으로부터 전력을 수신할 수 있다. 무선 전력 네트워크는 다수의 전력 전송기들을 포함할 수 있으며, 다수의 전력 전송기들의 각각은 무선 전력 관리기 애플리케이션을 포함하는, 내장형 무선 전력 전송기 관리기를 가진다. 무선 전력 네트워크는 무선 전력 수신기들을 가진 다수의 고객 디바이스들을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기들은 무선 전력 관리기 애플리케이션과 통신하도록 구성된 전력 수신기 애플리케이션을 포함할 수 있다. 무선 전력 관리기 애플리케이션은, 무선 전력 네트워크에 대한 정보가 저장될 수 있는 디바이스 데이터베이스를 포함할 수 있다.
Description
본 출원은 2014년 5월 7일자 출원된 "무선 전력 전송기 관리기들간의 통신을 제어하는 시스템 및 방법"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/272,124호의 부분 계속 출원으로서, 그 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 수록된다.
본 출원은, 2013년 5월 10일자 출원된 "포켓 형성을 위한 방법론"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제13/891,430호; 2013년 6월 24일자 출원된 "멀티플 포켓 형성을 위한 방법론"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제13/925,469호; 2013년 7월 19일자 출원된 "3차원 포켓 형성을 위한 방법론"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제13/946,082호; 2013년 5월 10일자 출원된 "무선 전력 전송을 위한 수신기"란 제목의 미국 본 특허출원번호 제13/891,399호; 2013년 5월 10일자 출원된 "무선 전력 전송을 위한 전송기"란 제목의 미국 본 특허출원번호 제13/891,445호; 2014년 7월 21일자 출원된 "무선 전력 네트워크에 있어서 무선 전력 수신기들의 스마트 등록을 위한 시스템 및 방법"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/336,987호; 2014년 5월 23일자 출원된 "무선 전력 네트워크에 있어서 식별된 전력 수신기를 생성하는 시스템 및 방법"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/286,289호; 2014년 12월 27일자 출원된 "무선 전력 전송을 위한 수신기들"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,625호; 2014년 12월 27일자 출원된 "포켓 형성을 위한 방법론"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,630호; 2014년 12월 27일자 출원된 "무선 전력 전송을 위한 전송기들"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,634호; 2014년 12월 27일자 출원된 "멀티플 포켓 형성을 위한 방법론"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,640호; 2014년 12월 27일자 출원된 "선택적 범위를 가진 무선 전력 전송"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,641호; 2014년 12월 27일자 출원된 "3차원 포켓 형성을 위한 방법"이란 제목의 미국 본 특허출원번호 제14/583,643호와 관련되며, 그 모두는 그들 전체가 본 명세서에서 참조로서 수록된다.
본 개시는 일반적으로 무선 전력 전송에 관한 것이다.
스마트 폰(smart phone), 테이블렛(tablet), 노트북(notebook) 및 다른 전자 디바이스들과 같은 휴대형 전자 디바이스들은 우리가 다른 사람들과 통신하여 대화하는 방식에 있어서 일상적으로 필요하게 되었다. 이러한 디바이스들의 빈번한 이용은, 상당량의 전력을 필요로 하며, 이들 디바이스들에 부착된 배터리들을 쉽게 고갈시킬 수 있다. 그러므로, 사용자는 전원에 그 디바이스를 플러그 인(plug in)하여 그러한 디바이스를 재충전할 것을 빈번하게 요구받는다. 이에 따라, 하루에 적어도 한번 전자 장비가 충전되어야 하거나, 수요가 높은 전자 디바이스들에 있어서는 하루에 2회 이상 충전되어야 한다.
그러한 행위는 지루할 수 있으며 사용자에게 부담을 나타낸다. 예를 들어, 사용자의 전자 장비의 전력이 부족한 경우, 사용자는 충전기들을 휴대할 필요가 있다. 또한, 사용자는 접속을 위한 이용 가능한 전원을 발견해야 한다. 마지막으로, 사용자는 그/그녀의 전자 디바이스를 충전할 수 있도록 벽 또는 다른 전력 공급원에 플러그인 해야 한다. 그러나, 그러한 행위는 충전 동안에 전자 디바이스들이 작동할 수 없게 한다.
이 문제에 대한 현재의 해법은 재충전 가능 배터리를 가진 디바이스를 포함한다. 그러나 상술한 방식은, 사용자가 가외의 배터리를 지니고 다닐 것을 필요로 하며, 또한 가외의 배터리 세트가 충전되는 것을 보장해야 한다. 태양 전력 공급 배터리 충전기가 알려져 있지만, 태양 전지는 고가이고, 태양 전지의 큰 어레이는 임의의 상당한 용량의 배터리를 충전할 것을 요구한다. 다른 방식은, 전자기 신호를 사용하여, 전기적 배출기에 디바이스의 플러그를 물리적으로 접속시키지 않고도, 디바이스를 충전할 수 있게 한 매트(mat) 또는 패드(pad)를 수반한다. 이 경우, 디바이스는 여전히 충전을 위해 소정 시 기간 동안 특정 위치에 배치될 필요가 있다. 전자기(EM) 신호의 단일 소오스 전력 전송을 고려하면, EM 신호는 거리r에 대해 1/r2의 크기로 비례하여 감소된다. 다시 말해, 거리의 제곱에 비례하여 감쇄된다. 따라서, EM 전송기로부터 상당한 거리에서의 수신 전력은 전송된 전력의 아주 작은 부분이다. 수신된 신호의 전력을 증가시키기 위해, 전송 전력이 부스트되어야 한다. 전송된 신호가 EM 전송기로부터 3센티미터에서 효율적인 수신을 가진다고 하면, 3미터의 유용한 거리에 걸쳐 동일 신호 전력을 수신하는 것은 10,000배 만큼 전송된 전력을 부스팅할 것을 수반한다. 에너지의 대부분이 전송되지만 의도된 디바이스에 의해 수신되지 못하고, 생체 조직에 해로울 수 있으며, 바로 가까이에 있는 대부분의 전자 디바이스와 간섭할 가능성이 높고, 열로 소산될 것이기 때문에, 그러한 전력 전송은 낭비적이다.
지향성 전력 전송과 같은 또 다른 방식에서는, 일반적으로, 전력 전송 효율을 강화하기 위해 올바른 방향으로 신호를 포인팅할 수 있도록 디바이스의 위치를 알 필요가 있다. 그러나, 디바이스의 위치가 탐색되는 경우에도, 수신 디바이스의 경로 또는 그 근처에 있는 객체들의 반사 및 간섭으로 인해 효율적인 전송이 보장되지 않는다.
본 명세서에서 설명한 실시 예들은 3차원 에너지 포켓을 생성하기 위해 전력 전송 신호(예를 들어, 무선 주파수(RF) 신호파)를 전송하는 전송기를 포함한다. 적어도 하나의 수신기가 전자 디바이스들에 접속되거나 집적화될 수 있고, 에너지 포켓으로부터 전력을 수신할 수 있다. 전송기는 통신 매체를 이용하여(예를 들어, 블루투스 기술) 3차원 공간에서의 적어도 하나의 수신기의 위치를 결정할 수 있다. 전송기는 적어도 하나의 수신기들의 각각의 둘레에 에너지 포켓을 생성하도록 파형을 발생한다. 전송기는 파형을 3차원으로 지향시키고, 집중시키고 제어하기 위한 알고리즘을 이용한다. 수신기는 전송 신호(예를 들어, RF 신호)를, 전자 디바이스에 전력 공급을 위한 전기로 변환할 수 있다. 따라서, 무선 전력 전송을 위한 실시 예는 와이어(wire)없이 다수의 전기 디바이스들에게 전력을 공급하여 충전시킬 수 있다.
무선 전력 네트워크는 무선 전력 전송기들을 포함하며, 각 무선 전력 전송기들은 내장형 무선 전력 전송기 관리기를 가진다. 무서 전력 전송기 관리기는 계산 디바이스에 호스팅된 소프트웨어 애플리케이션일 수 있는 무선 전력 관리기 애플리케이션을 포함한다. 무선 전력 전송기 관리기는 관리 택스크를 실행하기 위해 사용자가 이용할 수 있는 GUI를 포함한다.
무선 전력 네트워크는 외부용 또는 디바이스의 일부로서 내장된 무선 전력 수신기들을 가진 다수의 고객 디바이스들을 포함한다. 무선 전력 수신기들은 무선 전력 전송기내의 전력 전송기 관리기 애플리케이션과 통신하도록 구성된 전력 수신기 애플리케이션을 포함한다. 무선 전력 관리기 애플리케이션은 무선 전력 네트워크에 대한 정보가 저장되는 디바이스 데이터베이스를 포함한다.
일 실시 예에 있어서 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 시스템은, 적어도 하나의 전송기 관리기에 통신 가능하게 결합된 다수의 전력 전송기들과; 적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 수신기를 구비하며, 적어도 하나의 전송기 관리기는, 적어도 하나의 사용자 디바이스로부터, 다수의 전력 전송기들에 연관된 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기 또는 근접성 중 적어도 하나를 나타내는 선택 표시자를 수신하며, 다수의 에너지 포켓을 생성하기 위해 다수의 전력 전송기들이 제어 전력 전송 신호들을 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하는 것은 선택 표시자에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어된다.
또 다른 실시 예에 있어서, 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 방법은, 다수의 에너지 포켓들을 생성하기 위해 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나가, 제어 전력 전송 신호들을, 적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하고; 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나의 전력 전송기의 적어도 하나의 전송 관리기가, 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나와 연관된 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기 또는 근접성을 나타내는 선택 표시기를 수신하는 것을 구비하며, 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나가 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하는 것은 선택 표시자에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어된다.
추가적인 실시 예에 있어서, 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 시스템은, 적어도 하나의 전송기 관리기에 통신 가능하게 결합된 다수의 전력 전송기들과; 적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 수신기를 구비하며, 적어도 하나의 전송기 관리기는, 적어도 하나의 사용자 디바이스로부터, 다수의 전력 전송기들과 연관된 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기 또는 근접성 중 적어도 하나를 나타내는 선택 표시자를 수신하고, 다수의 에너지 포켓들을 생성하기 위해 다수의 전력 전송기들이 제어 전력 신호들을 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하는 것은 선택 표시자에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어된다.
또 다른 실시 예에 있어서, 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 시스템은, 적어도 하나의 전송기 관리기에 통신 가능하게 결합된 다수의 전력 전송기들과; 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 전력 수신기를 구비하며, 다수의 전력 전송기들 중 적어도 2개는, 사용자 디바이스를 충전하거가 사용자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 전력 수신기에서 3차원 공간에 포켓 형성 에너지를 생성하는데 이용할 수 있고, 적어도 하나의 전송기 관리기는 통신의 시 분할 다중화(Time Division Multiplexing: TDM)를 통해, 전력 수신기와의 다수의 전력 전송기들의 동시 통신을 조정하며, 적어도 하나의 전송기 관리기는, 동시 통신의 TDM을 따라 전력 수신기에서 다수의 에너지 포켓을 생성하도록 제어 전력 전송 신호의 전송을 제어한다.
추가적인 실시 예에 있어서, 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 방법은, 다수의 에너지 포켓을 생성하기 위해 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나가 제어 전력 전송 신호를 적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 전송기에 전송하고; 다수의 전력 전송기들의 적어도 하나의 전송기 관리기가, 통신의 시분할다중화(TDM)를 통해 전력 수신기와의 다수의 전력 전송기들의 동시 통신을 조정하는 것을 구비하며, 적어도 하나의 전송기 관리기는 동시 통신의 TDM에 따라 전력 수신기에서 다수의 에너지 포켓을 생성하도록 제어 전력 전송 신호의 전송을 제어한다.
실시 예의 추가적인 특징들 및 장점들은 이하의 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로 그 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 발명의 목적 및 다른 장점들은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명에서의 예시적인 실시 예들 및 그의 특허청구범위에에 특정하게 지적된 구조에 의해 실현되고 이루질 것이다.
상술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적인 것으로 청구된 본 발명의 추가적인 설명을 제공하기 위한 것임을 알아야 한다.
축적이 아닌 개략적으로 도시된 첨부 도면을 참조한 예시에 의해 본 개시의 비 제한적 실시 예들이 설명된다. 배경 기술을 나타낸 것으로 표시된 것이 아니라면 그 도면은 본 개시의 측면들을 나타낸다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른, 시스템 개요를 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른, 무선 전력 전송의 단계들을 나타낸 도면이다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른, 무선 전력 전송을 위한 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 4는 예시적인 실시 예에 따른, 포켓 형성 절차를 이용하는 무선 전력 전송 시스템의 구성 요소들을 나타낸 도면이다.
도 5는 예시적인 실시 예에 따른, 다수의 수신기 디바이스들에 전력 공급하는 단계들을 나타낸 도면이다.
도 6a는 단일 파형으로 통합될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 위한 파형들을 도시한 도면이다.
도 6b는 단일 파형으로 통합될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 위한 파형들을 도시한 도면이다.
도 7은 전송기로부터의 여러 반경들을 따라 다수의 에너지 포켓들이 생성될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 8은 전송기로부터의 여러 반경들을 따라 다수의 에너지 포켓들이 생성될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b는, 예시적인 실시 예에 따른, 클라이언트 계산 플랫폼(client computing platform)을 무선으로 충전하는 아키텍처의 도면이다.
도 10a는 예시적인 실시 예에 따른, 멀티플 포켓 형성(multiple pocket-forming)을 이용한 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 10b는 예시적인 실시 예에 따른 멀티플 적응적 포켓 형성을 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송기 관리기를 이용한 무선 전력 시스템을 나타낸 도면이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기들의 스마트 등록을 위한 시스템 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 13은, 추가적인 실시 예에 따른, 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기의 스마트 등록을 위한 방법의 흐름도이다.
도 14는 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간에 전송기 통신 천이(transmitter communication transition)를 나타낸 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간의 전송기 통신 천이의 흐름도이다.
도 16은, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간의 전송기 통신 천이의 예시적인 실시 예를 도시한 도면이다.
도 17은, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송기들의 클러스터내의 통신을 관리하고, 무선 전력 수신기를 가진 클러스터의 무선 전력 전송을 관리하는 방법의 흐름도이다.
도 18은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 여러개의 무선 전력 전송기들간에 이동하는 무선 전력 수신기의 개략적인 도면이다.
도 19는 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 대한 시스템 아키텍처와 무선 전력 전송기들의 클러스터의 통신을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서 무선 전력 전송기들의 클러스터의 위치에 근접하여 이동하는 무선 전력 수신기와, 시스템내의 실시간 통신을 도시한 도면이다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른, 시스템 개요를 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른, 무선 전력 전송의 단계들을 나타낸 도면이다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른, 무선 전력 전송을 위한 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 4는 예시적인 실시 예에 따른, 포켓 형성 절차를 이용하는 무선 전력 전송 시스템의 구성 요소들을 나타낸 도면이다.
도 5는 예시적인 실시 예에 따른, 다수의 수신기 디바이스들에 전력 공급하는 단계들을 나타낸 도면이다.
도 6a는 단일 파형으로 통합될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 위한 파형들을 도시한 도면이다.
도 6b는 단일 파형으로 통합될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 위한 파형들을 도시한 도면이다.
도 7은 전송기로부터의 여러 반경들을 따라 다수의 에너지 포켓들이 생성될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 8은 전송기로부터의 여러 반경들을 따라 다수의 에너지 포켓들이 생성될 수 있는, 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b는, 예시적인 실시 예에 따른, 클라이언트 계산 플랫폼(client computing platform)을 무선으로 충전하는 아키텍처의 도면이다.
도 10a는 예시적인 실시 예에 따른, 멀티플 포켓 형성(multiple pocket-forming)을 이용한 무선 전력 전송을 나타낸 도면이다.
도 10b는 예시적인 실시 예에 따른 멀티플 적응적 포켓 형성을 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송기 관리기를 이용한 무선 전력 시스템을 나타낸 도면이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기들의 스마트 등록을 위한 시스템 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 13은, 추가적인 실시 예에 따른, 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기의 스마트 등록을 위한 방법의 흐름도이다.
도 14는 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간에 전송기 통신 천이(transmitter communication transition)를 나타낸 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간의 전송기 통신 천이의 흐름도이다.
도 16은, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들간의 전송기 통신 천이의 예시적인 실시 예를 도시한 도면이다.
도 17은, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송기들의 클러스터내의 통신을 관리하고, 무선 전력 수신기를 가진 클러스터의 무선 전력 전송을 관리하는 방법의 흐름도이다.
도 18은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 여러개의 무선 전력 전송기들간에 이동하는 무선 전력 수신기의 개략적인 도면이다.
도 19는 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 대한 시스템 아키텍처와 무선 전력 전송기들의 클러스터의 통신을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서 무선 전력 전송기들의 클러스터의 위치에 근접하여 이동하는 무선 전력 수신기와, 시스템내의 실시간 통신을 도시한 도면이다.
본 개시는 본 명세서의 일부를 형성하는 도면에 도시된 실시 예들을 참조하여 상세하게 설명된다. 본 개시의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고서 다른 실시 예들이 이용되거나/되고 다른 변경이 이루어질 수 있다. 상세한 설명에 설명된 예시적인 실시 예들이 본 명세서에서 안출된 주제를 제한하기 위한 것임을 의미하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 설명한 여러 구성 요소들 및 실시 예들은, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고서, 분명하게 설명되지 않은 추가적인 실시 예들을 형성하도록 조합될 수 있다.
이제 도면에 도시된 예시적인 실시 예들을 참조하고, 그들을 설명하기 위해 본 명세서에서 특정 언어가 이용될 것이다. 그럼에도, 그것에 의해 본 발명의 범주가 제한되는 것은 아님을 알 것이다. 본 개시의 당업자에게 발생할 수 있고 본 개시의 소유권을 가진 자에게 발생할 수 있는, 본 명세서에서 설명된 발명적 특징의 대안 및 추가적인 수정과, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 원리의 추가적인 애플리케이션은 본 발명의 범주내인 것으로 간주되어야 한다.
Ⅰ. 무선 전력 전송을 위한 시스템들 및 방법들
A. 구성 요소 시스템 실시 예
도 1에는 에너지 포켓(104)을 형성함에 의해 무선 전력 전송을 하는 시스템(100)이 도시된다. 시스템(100)은 전송기(101), 수신기(103), 고객 디바이스(105) 및 포켓 검출기(107)를 구비할 수 있다. 전송기(101)는 수신기(103)에 의해 포획될 수 있는, 전력 전송파(power transmission wave)를 구비한 전력 전송 신호를 전송할 수 있다. 수신기(103)는 안테나들, 안테나 소자들 및 다른 회로(추후에 상세하게 설명할 것임)를 구비할 수 있으며, 수신기(103)와 연관된 고객 디바이스(105)를 대신하여 포획된 파(wave)를 이용 가능한 전기 에너지의 소오스(source)로 변환할 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 전송기(101)는 전력 전송파들의 위상, 이득 및/또는 다른 파형 특성들을 처리하고/하거나 다른 전송 안테나들을 선택함에 의해, 하나 이상의 궤적들에 전력 전송파로 이루어진 전력 전송 신호들을 전송할 수 있다. 그러한 실시 예들에 있어서, 전송기(101)는, 기본 전력 전송파가 공간내의 위치에 수렴하여, 특정 형태의 간섭으로 되도록, 전력 전송 신호들의 궤적들을 처리할 수 있다. 전력 전송파의 수렴으로 발생한 한가지 유형의 간섭인 "보강 간섭(constructive interference)"은 전력 전송파들의 수렴에 의해 유발되는 에너지 필드(a field of energy)로서, 전력 전송파들이 함께 합쳐져서 그 위치에 집중된 에너지를 강화시키며, 이와 대조적으로, "상쇄 간섭(destructive interference)"은, 전력 전송파들이 서로 차감하고 그 위치에 집중된 에너지를 줄이는 방식으로 전력 전송파들이 함께 합쳐진다. 보강 간섭에서의 충분한 에너지의 누적은 에너지 필드 또는 "에너지 포켓(104)"을 수립하며, 수신기(103)의 안테나들이 전력 전송 신호들의 주파수에 대해 동작하도록 구성될 경우, 그 에너지 포켓은 수신기(103)의 안테나들에 의해 수확될 수 있다. 따라서, 전력 전송파들은, 수신기(103)가 전력 전송파를 수신하고 수확하여, 연관된 전기 고객 디바이스들(105)에게 전력 공급하거나 그 디바이스들(105)을 충전시킬 수 있는 이용 가능 전기 에너지로 변환할 수 있는 공간 위치(location in space)에, 에너지 포켓들(104)을 수립한다. 검출기(107)는 전력 전송 신호의 수신에 응답하여 통지 또는 경보를 생성할 수 있는 수신기(103)를 구비한 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 고객 디바이스(105)를 충전시키기 위한 수신기(103)의 최적 배치를 탐색하는 사용자는, LED 광(108)을 구비한 검출기(107)를 이용할 수 있으며, LED 광(108)은 검출기(107)가 단일 빔(single beam) 또는 에너지 포켓(104)으로부터 전력 전송 신호를 포획할 때 밝아질 수 있다.
1. 전송기들
전송기(101)는 디바이스(105)와 연관된 수신기(103)에 전력 전송 신호들을 전송하거나 방송할 수 있다. 이하에 설명된 여러 실시 예들이 전력 전송 신호를 무선 주파수 파(Radio Frequency waves: RF waves)로서 설명하지만, 전력 전송은, 공간을 통해 전파될 수 있고, 전기 에너지의 소오스(103)로 변환될 수 있는 물리적 매체일 수 있음을 알아야 한다. 전송기(101)는 수신기(103)로 지향되는 단일 빔으로서 전력 전송 신호들을 전송할 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 전송기들(101)은 다수의 방향으로 전파되고 물리적 장애물(예를 들어, 벽)에서 편향될 수 있는 다수의 전력 전송 신호들을 전송할 수 있다. 다수의 전력 전송 신호들은 3차원 공간내의 위치에서 수렴하여 에너지 포켓(104)을 형성한다. 에너지 포켓(104)의 경계들내의 수신기(103)는 전력 전송 신호들을 포획하여 이용 가능한 에너지 소오스로 변환할 수 있다. 전송기(101)는 전력 전송 신호들의 위상 및/또는 상대적 진폭 조정에 기반하여 포켓 형성을 제어함으로써 보강 간섭 패턴을 형성할 수 있다.
예시적인 실시 예들이 RF파 전송 기술의 이용을 설명하고 있지만, 무선 충전 기술이 RF파 전송 기술에 국한되는 것은 아니다. 오히려, 가능한 무선 충전 기술들은 전송된 에너지를 전력으로 변환하는 수신기에 에너지를 전송하는 임의 개수의 대안적인 또는 추가적인 기술들을 포함함을 알아야 한다. 수신 디바이스에 의해 전력으로 변환될 수 있는 에너지에 대한 비 제한적이고 예시적인 전송 기술들은 초음파, 마이크로파, 공진 및 유도성 자계, 레이저 광, 적외선 또는 다른 형태의 전자기 에너지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 초음파의 경우, 하나 이상의 변환기(transducer) 소자들은 초음파를 수신하여 전력으로 변환하는 수신 디바이스를 향해 초음파를 전송하는 변환기 어레이를 형성하도록 배치될 수 있다. 공진 또는 유도성 자계의 경우, 그 자계는 전송기 코일에서 생성되어 수신기 코일에 의해 전력으로 변환된다. 또한, 본 문단에서 설명한 전력의 RF 전송 및 다른 전력 전송 방법에 대해, 예시적인 전송기(101)가 잠재적으로 다수의 전송기들(전송 어레이)을 구비하는 단일 유닛으로서 도시되었지만, 그 전송 어레이들은 소형의 규칙적 구조(compact regular structure)보다는 룸(room)에 물리적으로 산포된 다수의 전송기들을 구비할 수 있다.
전송기는, 안테나들이 전력 전송 신호들을 송신하는데 이용되는 안테나 어레이를 포함한다. 각 안테나들은 전력 전송파들을 송신하며, 전송기는 다른 안테나들로부터 전송되는 신호에 다른 위상 및 진폭을 적용한다. 에너지 포켓의 형성과 유사하게, 전송기는 전송될 신호의 위상 어레이(phased array) 또는 지연 버전(delayed version)을 형성할 수 있으며, 그 다음 신호의 지연 버전에 다른 진폭을 적용하여, 적당한 안테나로부터 그 신호들을 송신한다. RF 신호, 초음파, 마이크로파 등과 같은 사인파(sinusoidal waveform)의 경우, 신호를 지연시키는 것은 그 신호에 위상 시프트를 적용하는 것과 유사하다.
2. 에너지 포켓
에너지 포켓(104)은 전송기(101)에 의해 전송된 전력 전송 신호들의 보강 간섭 패턴의 위치에 형성될 수 있다. 에너지 포켓(104)은, 에너지 포켓(104)내에 위치한 수신기(103)에 의해 에너지가 수확될 수 있는 3차원 필드(field)로서 나타날 수 있다. 포켓 형성동안 전송기(101)에 의해 생성된 에너지 포켓(104)은 수신기(103)에 의해 수확되어 전하(electrical charge)로 변환되고, (예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 스마트 폰, 재충전 가능 배터리와 같은) 수신기(103)와 연관된 전자 고객 디바이스(105)에 제공된다. 일부 실시 예들에 있어서, 다양한 고객 디바이스들(105)에 전력을 공급하는 다수의 전송기들(101) 및/또는 다수의 수신기들(103)이 있을 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 적응적 포켓 형성은 전력 레벨을 조절하고/하거나 디바이스(105)의 이동을 식별하기 위해 전력 전송 신호의 전송을 조정할 수 있다.
3. 수신기들
수신기(103)는 수신기(103)에 결합되거나 수신기(103)에 통합되는 전기 디바이스일 수 있는 관련 고객 디바이스(105)에 전력을 공급하거나 충전하는데 이용될 수 있다. 수신기(103)는 하나 이상의 전송기들(101)로부터 기원하는 하나 이상의 전력 전송 신호들로부터 전력 전송파들을 수신할 수 있다. 수신기(103)는 전송기(101)에 의해 생성된 단일 빔으로서 전력 전송 신호들을 수신하거나, 수신기(103)는, 하나 이상의 전송기들(101)에 의해 생성되는 다수의 전력 전송파들의 수렴으로부터 결과하는 공간에 있어서의 3차원 필드일 수 있는, 에너지 포켓(104)으로부터 전력 전송파들을 수확할 수 있다. 수신기(103)는 전력 전송 신호로부터 전력 전송파들을 수신하고 단일 빔 또는 에너지 포켓(104)의 전력 전송 신호들로부터 에너지를 수확하도록 구성된 안테나들(112)의 어레이를 구비할 수 있다. 수신기(103)는 전력 전송 신호들(예를 들어, 무선 주파수 전자기 방사)을 전기 에너지로 변환하는 회로를 구비할 수 있다. 수신기(103)의 정류기는 전기 에너지를 AC에서 DC로 바꾼다. 다른 유형의 조절들이 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 전압 조절 회로(voltage conditioning circuit)가 고객 디바이스(105)에 의해 요구된 전기 에너지의 전압을 증감시킬 수 있다. 전기 릴레이는 전기 에너지를 수신기(103)로부터 고객 디바이스(105)로 운반한다.
일부 실시 예에 있어서, 수신기(103)는 실시간으로 또는 거의 실시간으로 데이터를 교환하기 위해 전송기(101)에 제어 신호들을 전송하는 통신 구성 요소를 구비할 수 있다. 제어 신호들은 고객 디바이스(105), 수신기(103) 또는 전력 전송 신호들의 상태 정보(status information)를 포함할 수 있다. 상태 정보는, 다른 유형의 정보들 중에서도, 예를 들어, 디바이스(105)의 현 위치 정보, 수신된 충전량, 이용된 충전량, 사용자 계정 정보를 포함한다. 또한, 일부 애플리케이션들에 있어서, 정류기를 포함하는 수신기(103)는 고객 디바이스(105)내에 집적화될 수 있다. 사실상, 수신기(103), 와이어(111) 및 고객 디바이스(105)는 단일 패키징(single packaging)내에 포함되는 단일 유닛일 수 있다.
4. 제어 신호들
일부 실시 예들에 있어서, 제어 신호들은 전력 전송 신호들의 생성 및/또는 포켓 형성의 제어를 담당하는 여러 안테나 소자들에 의해 이용되는 데이터 입력으로서 작용한다. 제어 신호들은, 일부 경우에 압전 재질을 포함할 수 있는, 국부 발진기 칩(도시되지 않음) 및 외부 전력 공급원(도시되지 않음)을 이용하는 수신기(103) 또는 전송기(101)에 의해 생성될 수 있다. 제어 신호들은 Bluetooth®, RFID, 근거리 통신(NFC)과 같이 프로세서들 간에 데이터를 통신할 수 있는 RF파 또는 임의 다른 통신 매체나 프로토콜일 수 있다. 추후에 상세하게 설명하겠지만, 제어 신호들은 전력 전송 신호들을 조정하는데 이용되고, 상태, 효율, 사용자 데이터, 전력 소모, 빌링(billing), 지리적 위치(geolocation) 및 다른 유형의 정보와 관련된 정보를 포함하는 정보를 전송기(101)와 수신기(103)간에 운반하는데 이용될 수 있다.
5. 검출기들
검출기(107)는 수신기(103)와 유사한 하드웨어를 구비할 수 있는데, 그 하드웨어는 검출기(107)가 하나 이상의 전송기들(101)로부터 기원하는 전력 전송 신호들을 수신할 수 있게 한다. 사용자가 수신기(103)의 바람직한 배치를 판정할 수 있도록 검출기(107)는 에너지 포켓(104)의 위치를 사용자가 식별하도록 하는데 이용될 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 검출기(107)는, 검출기가 에너지 포켓(104)내에 배치된 때를 나타내는 표시자 광(indicator light, 108)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 있어서, 검출기(107a, 107b)는 전송기(101)에 의해 발생된 에너지 포켓(104)내에 배치되는데, 검출기(107a,107b)들이 에너지 포켓(104)의 전력 전송 신호를 수신중이기 때문에, 그 에너지 포켓은 검출기(107a, 107b)를 트리거하여 그들 각각의 표시자 광들(108a,108b)을 턴 온시킨다. 반면, 제 3 검출기(107c)는 전송기(101)로부터 전력 전송 신호들을 수신하는 중이 아니며, 그에 따라 에너지 포켓(104)의 밖에 배치된 제 3 검출기(107c)의 표시자 광(108c)은 턴 오프된다. 표시자 광과 같은 검출기의 기능부들은, 수신기내로 집적화되거나 또는, 대안적인 실시 예에서 고객 디바이스내에 집적화될 수 있다.
6. 고객 디바이스
고객 디바이스(105)는 배터리로부터 전력을 요구하거나 계속적인 전기 에너지를 요구하는 전기 디바이스일 수 있다. 고객 디바이스(105)의 비 제한적 예시는, 다른 유형의 전기 디바이스들 중에서도, 랩탑, 이동 전화, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기, 장난감, 배터리, 손전등, 램프, 전자 시계, 카메라, 게임 콘솔, 어플라이언스(appliance), GPS 디바이스 및 웨어러블 디바이스(wearable device) 또는 소위 "웨어러블스(wearables)" (예를 들어, 건강 팔찌, 보수계, 스마트시계)를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 고객 디바이스(105a)는 고객 디바이스(105a)와 연관된 수신기(103a)와 구분된 물리적 디바이스일 수 있다. 그러한 실시 예에 있어서, 고객 디바이스(105a)는 수신기(103a)로부터 고객 디바이스(105a)로 변환된 전기 에너지를 운반하는 와이어(111)를 통해 수신기에 연결될 수 있다. 일부 경우에, 전력 소모 상태, 전력 이용 메트릭, 디바이스 식별자와 같은 다른 유형의 데이터가 와이어(111)를 통해 운송될 수 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 고객 디바이스(105b)는 수신기(103b)에 영구적으로 집적화되거나 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 그에 의해 단일 집적 상품 또는 유닛을 형성한다. 예를 들어, 고객 디바이스(105b)는 내장형 수신기들(103b)을 가지며, 전형적으로 디바이스(105b)의 밧데리를 충전하는데 이용될 수 있는 디바이스(105b)의 전력 공급 입력에 착탈 가능하게 결합할 수 있는 슬리브(sleeve)내에 배치된다. 본 예시에 있어서, 디바이스(105b)는 수신기로부터 결합 해제될 수 있지만, 디바이스(105b)가 전기적 충전을 요구하거나 사용되고 있는 중인지의 여부와 무관하게 슬리브내에 남아있을 수 있다. 다른 예시에 있어서, 디바이스(105b)에 대한 충전을 유지하는 배터리를 가지는 대신에, 디바이스(105b)는 식별 불가능한 제품, 디바이스 또는 유닛을 형성하도록 디바이스(105b)내에 영구적으로 집적화될 수 있는, 집적화된 수신기(103b)를 구비할 수 있다. 본 예시에 있어서, 디바이스(105b)는 에너지 포켓(104)을 수확함에 의해 전기 에너지를 생성하기 위해 거의 전적으로 집적화된 수신기(103b)에 의존한다. 수신기(103)와 고객 디바이스(105)간의 연결은 와이어(111)일 수 있거나, 회로 보드 또는 집적 회로상의 전기적 연결일 수 있으며, 심지어 유도성 또는 자성(magnetic)과 같은 무선 연결일 수도 있다.
B. 무선 전력 전송 방법
도 2에는 예시적인 방법(200)의 실시 예에 따른, 무선 전력 전송의 단계들이 도시된다.
제 1 단계(201)에 있어서, 전송기(TX)는 수신기(RX)와 접속을 수립하거나, 그렇지 않으면, 수신기(RX)와 연계된다. 즉, 일부 실시 예들에 있어서, 전송기들과 수신기들은 (예를 들어, Bluetooth®, BLE(Bluetooth Low Energy), Wi-Fi, NFC, ZigBee®와 같은) 전기 디바이스들의 2개의 프로세서들간에 정보를 전송할 수 있는 무선 통신 프로토콜을 이용하여 제어 데이터를 통신한다. 예를 들어, Bluetooth® 또는 Bluetooth® 변종을 구현하는 실시 예에서는, 전송기가 수신기의 방송 광고 신호들을 스캔(scan)하거나, 수신기가 전송기에 광고 신호를 전송할 수 있다. 광고 신호는 전송기에 수신기의 존재를 알리고, 전송기와 수신기간의 연계를 트리거할 수 있다. 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 광고 신호는 포켓 형성 절차를 실행하고 관리하기 위해 여러 디바이스들(예를 들어, 전송기들, 고객 디바이스들, 서버 컴퓨터들, 다른 수신기들)에 의해 이용될 수 있는 정보를 통신할 수 있다. 광고 신호내에 포함된 정보는 디바이스 식별자(예를 들어, MAC 어드레스, IP 어드레스, UUID), 수신된 전기 에너지의 전압, 고객 디바이스 전력 소모 및 전력 전송과 관련된 다른 유형의 데이터들을 포함할 수 있다. 전송기는 수신기를 식별하기 위해 전송되는 광고 신호를 이용할 수 있으며, 일부 경우에, 2차원 공간 또는 3차원 공간에 있어서 수신기의 위치를 판정할 수 있다. 전송기가 수신기를 식별하면, 전송기는 전송기내에 수신기와 연계된 접속을 수립하여, 전송기와 수신기가 제 2 채널을 통해 제어 신호를 통신할 수 있게 한다.
다음 단계(203)에서, 전송기는 광고 신호를 이용하여, 전력 전송 신호들을 전송하기 위한 전력 전송 신호 특성들의 세트를 판정하고, 에너지 포켓을 수립할 수 있다. 전력 전송 신호들의 특성들의 비 제한적 예시는 다른 것들 중에서도 위상, 이득, 진폭, 크기 및 방향을 포함할 수 있다. 전송기는 수신기의 광고 신호 또는 수신기로부터 수신한 후속적인 제어 신호들에 포함된 정보를 이용하여 전력 전송 신호들을 생성하고 전송하기 위한 방법을 판정하고, 그에 따라 수신기는 전력 전송 신호들을 수신할 수 있게 된다. 일부 경우에서, 전송기는 에너지 포켓을 수립하는 방식으로 전력 전송 신호들을 전송할 수 있으며, 그로부터 수신기는 전기 에너지를 수확할 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 전송기는, 수신기가 전력 전송 신호들로부터 수확한 전기 에너지의 전압과 같은, 수신기가 수신한 정보에 기초하여 에너지 포켓을 수립하는데 필요한 전력 전송 신호 특성들을 자동으로 식별할 수 있는 소프트웨어 모듈들을 실행하는 프로세서를 구비할 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 프로세서 및/또는 소프트웨어 모듈들의 기능들은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)로 구현될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시 예들에 있어서, 제 2 통신 채널을 통해 수신기에 의해 전송되는 광고 신호 및 후속 신호는 하나 이상의 전력 전송 신호들을 나타낼 수 있으며, 그 다음 전송기는 그 신호들을 이용하여 에너지 포켓을 수립하도록 전력 전송 신호들을 생성 및 전송한다. 예를 들어, 일부 경우에, 전송기는 디바이스의 위치 및 디바이스 또는 수신기의 유형에 기반하여 전력 전송 신호들을 전송하는데 필요한 위상 및 이득을 자동으로 식별할 수 있으며, 일부 경우에, 수신기는 전력 전송 신호들을 효과적으로 전송하기 위한 위상 및 이득을 전송기에 알릴 수 있다.
다음 단계(205)에서, 전송기가 전력 전송 신호들을 전송할 때 이용하기 위한 적당한 특성들을 판정한 후, 전송기는, 제어 신호들과는 별개의 채널을 통해 전력 전송 신호들의 전송을 시작한다. 에너지 포켓을 수립하기 위해 전력 전송 신호들이 전송될 수 있다. 전력 전송 신호들이 수신기 둘레의 2차원 또는 3차원 공간에 수렴하도록, 전송기의 안테나 소자들은 전력 전송 신호들을 전송한다. 수신기 둘레의 결과하는 필드는 에너지 포켓을 형성하고, 그로부터 수신기는 전기 에너지를 수확할 수 있다. 2차원 에너지 전송을 수립하기 위해 전력 전송 신호들을 전송하는데 하나의 안테나 소자가 이용될 수 있으며, 일부 경우에, 3차원 에너지 포켓을 수립하기 위해 전력 전송 신호들을 전송하는데 제 2 또는 추가적인 안테나가 이용될 수 있다. 일부 경우에, 에너지 포켓을 수립하기 위해 전력 전송 신호들을 전송하는데 다수의 안테나 소자들이 이용될 수 있다. 또한 일부 경우에, 다수의 안테나들은 전송기내의 안테나들 모두를 포함할 수 있으며, 일부 경우에, 다수의 안테나는, 전송기의 모든 안테나들보다는 약간 적은, 전송기내의 다수의 안테나들을 포함할 수 있다.
이전에 설명한 바와 같이, 전송기는 압전 재질을 구비한 국부 발진기 칩 및 외부 전력원을 이용하여 생성되고 전송될 수 있는, 전력 전송 신호 특성들의 결정 세트(determined set)에 따라 전력 전송 신호들을 생성 및 전송할 수 있다. 전송기는 수신기로부터 수신한 전력 전송 및 포켓 형성과 관련된 정보에 기반하여 전력 전송 신호들의 생성 및 전송을 제어하는 RFIC를 구비할 수 있다. 이 제어 데이터는, BLE, NFC 또는 ZigBee®와 같은 무선 통신 프로토콜들을 이용하여, 전력 전송 신호들과는 다른 채널을 통해 통신될 수 있다. 전송기의 RFIC는 필요에 따라 전력 전송 신호들의 위상 및/또는 상대적 크기를 자동으로 조절할 수 있다. 포켓 형성은 보강 간섭 패턴을 형성하는 방식으로 전력 전송 신호들을 전송하는 전송기에 의해 달성된다.
포켓 형성동안 전력 전송 신호들을 전송할 때, 전송기의 안테나 소자들은 특정 전력 전송 신호 특성들(예를 들어, 전송의 방향, 전력 전송 신호파의 위상)을 판정하기 위해 파 간섭(wave interference)의 개념을 이용한다. 안테나 소자들은, 에너지 포켓을 발생하기 위해 보강 간섭의 개념을 이용하지만, 특정 물리적 위치에 전송 널(transmission null)을 발생하기 위해 상쇄 간섭의 개념을 이용할 수도 있다.
일부 실시 예들에 있어서, 전송기는, 포켓-형성을 이용하여 다수의 수신기들에게 전력을 제공하는데, 이것은 전송기가 멀티플 포켓 형성을 위한 절차를 실행할 것을 요구한다. 다수의 안테나 소자들을 구비한 전송기는, 각 수신기에 전력 전송 신호를 전송하는 역할을 수행하는 전송기의 각 안테나 소자마다, 전력 전송 신호파들의 위상 및 이득을 자동으로 계산함에 의해 멀티플 포켓 형성을 달성한다. 전송기는 위상 및 이득을 독립적으로 계산하는데, 그 이유는 각 전력 전송 신호를 위한 다수의 파 경로들이 전송기의 안테나 소자들에 의해 발생되어, 수신기의 각 안테나 소자들에게 전력 전송 신호를 전송하기 때문이다.
예를 들어, X와 Y와 같은 2개의 신호들(Y는 X의 180도 위상 시프트된 버전(Y = -X))을 전송하는 전송기의 2개의 안테나 소자들에 대한 위상/이득 조정의 계산의 예시로서, 누적 수신 파형(cumulative received waveform)이 X-Y인 물리적 위치에서는 수신기가 X-Y = X+X = 2X를 수신하는 반면, 누적 수신 파형이 X+Y인 물리적 위치에서는 수신기가 X+Y = X-X = 0을 수신한다.
다음 단계(207)에 있어서, 수신기는 단일 빔 또는 에너지 포켓의 전력 전송 신호들로부터 전기 에너지를 수확하거나 수신한다. 수신기는, 전기 에너지를 AC 전류에서 DC 전류로 변환할 수 있는 AC/DC 변환기 및 정류기를 구비할 수 있으며, 수신기의 정류기는 전기 에너지를 정류하며, 그에 따라 그 에너지는 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 배터리, 장난감 또는 다른 전기 디바이스와 같이, 수신기와 연관된 고객 디바이스를 위한 이용 가능 전기 에너지로 결과하게 된다. 수신기는 전자 디바이스를 충전하거나 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 포켓 형성 동안 전송기에 의해 생성된 에너지 포켓을 이용할 수 있다.
다음 단계(209)에 있어서, 수신기는 수신기에 전력 전송 신호를 제공하는 단일 빔 또는 에너지 포켓의 효율성을 나타내는 정보를 포함하는 제어 데이터를 발생할 수 있다. 수신기는 전송기에 제어 데이터를 포함하는 제어 신호들을 전송할 수 있다. 제어 신호들은, 전송기 및 수신기가 동기적으로 통신중(즉, 전송기가 수신기로부터 제어 데이터를 수신하기를 기대하고 있는 중)인지에 의거하여 간헐적으로 전송될 수 있다. 추가적으로, 전송기는, 전송기와 수신기가 제어 신호들을 통신하고 있는 중인지와 무관하게, 수신기에 전력 전송 신호들을 계속적으로 전송할 수 있다. 제어 데이터는 전력 전송 신호들의 전송과 효율적인 에너지 포켓의 수립에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 제어 데이터내의 정보중의 일부는 전송기에게 효율적으로 생성하고 전송하는 법을 알려주며, 일부 경우에 전력 전송 신호들의 특성들을 조정하는 법을 알려준다. 제어 신호들은, BLE, NFC, Wi-Fi 등과 같은, 포켓 형성 및/또는 전력 전송 신호들과 관련된 제어 데이터를 전송할 수 있는 무선 프로토콜을 이용하여, 전력 전송 신호들과 독립적으로, 제 2 채널을 통해 전송되고 수신된다.
상술한 바와 같이, 제어 데이터는 에너지 포켓을 수립하거나 단일 빔의 전력 전송 신호들의 효율성을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 제어 데이터는 수신기와 연관된 고객 디바이스 및/또는 수신기의 다양한 측면을 모니터링하는 수신기의 프로세서에 의해 생성될 수 있다. 제어 데이터는, 포켓 형성 및/또는 전력 전송 신호들을 조정하는데 유용한 다른 유형의 정보들 중에서도, 전력 전송 신호들로부터 수신된 전기 에너지의 전압, 전력 전송 신호 수신의 품질, 배터리 충전의 품질 또는 전력 수신의 품질, 수신기의 위치 또는 움직임과 같은, 다양한 유형의 정보에 기반할 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 수신기는 전송기로부터 전송되는 전력 전송 신호들로부터 수신되는 전력량을 판정하고, 그 다음, 전송기가 전력 전송 신호를 덜 강력한(less-powerful) 전력 전송 신호들로 "분할(split)"하거나 나누어야 함을 나타낼 수 있다. 보다 덜 강력한 전력 전송 신호들은 디바이스 근처의 객체 또는 벽에서 굴절될 수 있으며, 그에 의해 전송기에서 수신기로 직접 전송되는 전력량이 줄어들게 된다.
다음 단계(211)에서, 안테나가 보다 효율적인 특성(예를 들어, 방향, 위상, 이득, 진폭) 세트를 가진 전력 전송 신호들을 전송하도록, 전송기는 전력 전송 신호들을 전송하는 안테나를 보정한다. 일부 실시 예들에 있어서, 전송기의 프로세서는 수신기가 수신한 제어 신호에 기초하여 전력 전송 신호들을 생성 및 전송하는 보다 효율적인 특성들을 자동으로 판정할 수 있다. 제어 신호는 제어 데이터를 포함할 수 있으며, 임의 개수의 무선 통신 프로토콜(예를 들어, BLE, Wi-Fi, ZigBee®)을 이용하여 수신기에 의해 전송될 수 있다. 제어 데이터는 전력 전송파에 대한 보다 효율적인 특성들을 명확하게 나타내는 정보를 포함할 수 있으며, 또는 전송기는 제어 신호의 파형 특성들(예를 들어, 형상, 주파수, 진폭)에 기초하여 보다 효율적인 특성들을 자동으로 판정할 수 있다. 전송기는, 새롭게 판정된 보다 효율적인 특성들에 따라 재보정된 전력 전송 신호들을 전송하도록 안테나들을 자동으로 재구성할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에너지 포켓이 수립된 3차원 공간의 밖으로 수신기를 이동시키고 나면, 전송기의 프로세서는 수신기의 위치 변경을 조정하기 위해, 전력 전송 특성의 다른 특성들 중에서도 전력 전송 신호의 이득 및/또는 위상을 조정한다.
C. 전력 전송 시스템의 시스템 아키텍처
도 3에는 예시적인 실시 예에 따른, 포켓 형성을 이용하는 무선 전력 전송을 위한 아키텍처(300)가 도시된다. "포켓 형성"은, 3차원 공간내의 위치에 수렴하여 그 위치에서 보강 간섭 패턴으로 결과하는, 둘 이상의 전력 전송파들(342)을 생성하는 것을 지칭한다. 전송기(302)는 3차원 공간에서 수렴하는 제어 전력 전송파(controlled power transmission wave)(342)들(예를 들어, 마이크로파, 무선파, 초음파)을 전송하고/하거나 방송한다. 이들 전력 전송파들은 위상 및/또는 상대적 진폭 조정을 통해 조정되어, 에너지 포켓이 의도된 위치에 보강 간섭 패턴을 형성한다(포켓 형성). 또한, 전송기는 동일한 원리를 이용하여 소정 위치에 상쇄 간섭을 생성할 수 있으며, 그에 의해 전송된 전력 전송파들이 실질적으로 서로 상쇄되어 수신기가 수집할 수 있는 큰 에너지가 없게 되는 위치인 전송 널(transmission null)이 생성된다. 전형적인 이용에 있어서, 수신기의 그 위치에 전력 전송 신호를 조준하는 것이 목표이며, 다른 경우에는 특정 위치로의 전력 전송을 명확하게 피하는 것이 바람직하고, 다른 경우에는 소정 위치에 전력 전송 신호를 조준하면서 그와 동시에 제 2 위치로의 전송을 명확하게 피하는 것이 바람직하다. 전송기는 전력 전송을 위해 안테나를 보정할 때 그러한 이용 경우를 고려한다.
전송기(302)의 안테나 소자들(306)은 단일 어레이, 페어 어레이(pair array), 쿼드 어레이(quad array) 또는 원하는 애플리케이션에 따라 고안될 수 있는 임의 다른 적당한 배열로 작동할 수 있다. 에너지 포켓들은 전력 전송파(342)가 3차원 에너지 필드를 형성하도록 누적되는 보강 간섭 패턴으로 형성되고, 그 둘레에는, 상쇄 간섭 패턴에 의해 특정 물리적 위치에 하나 이상의 대응하는 전송 널이 발생된다. 특정 물리적 위치에서의 전송 널은 전력 전송파(342)들의 상쇄 간섭 패턴 때문에 에너지 포켓이 형성되지 않은 공간 지역 또는 공간 영역을 지칭한다.
수신기(320)는, 전자 디바이스(313)를 충전하거나 그 디바이스에 전력 공급하여 무선 전력 전송을 효율적으로 제공하기 위한, 에너지 포켓을 수립하도록 전송기(302)에 의해 방출되는 전력 전송파들(342)을 이용한다. 에너지 포켓은, 에너지 또는 전력이 전력 전송파(342)들의 보강 간섭 패턴 형태로 누적될 수 있는 공간 지역 또는 공간 영역을 지칭할 수 있다. 다른 상황에 있어서, 예를 들어, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기, 장난감 등과 같은 여러 전자 장비에게 동시에 전력 공급하기 위한 다수의 전송기(302) 및/또는 다수의 수신기(320)가 존재할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 전자 디바이스에 대한 전력을 조절하기 위해 적응적 포켓 형성이 이용될 수 있다. 적응적 포켓 형성은 하나 이상의 목표 수신기에 대한 전력을 조절하기 위해 포켓 형성을 동적으로 조절하는 것을 지칭한다.
수신기(320)는 전송기(302)에 대한 그의 위치를 나타내기 위해 안테나 소자들(324)을 통해 단신호(short signal)를 생성함으로써 전송기(302)와 통신한다. 일부 실시 예에 있어서, 수신기(320)는, 전송기들(302)의 여러번의 수집을 관리하는 클라우드 컴퓨팅 서비스(cloud computing service)와 같이, 네트워크(340)를 통해 시스템(300)의 다른 디바이스들 또는 구성 요소들과 통신하기 위해 네트워크 인터페이스 카드(도시되지 않음) 또는 유사한 컴퓨터 네트워킹 구성 요소를 추가로 이용할 수 있다. 수신기(320)는, 안테나 소자들(324)에 의해 포획된 전력 전송 신호들(342)을 전기 디바이스(313) 및/또는 그 디바이스의 배터리(315)에 제공될 수 있는 전기 에너지로 변환하는 회로(308)를 구비할 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 그 회로는, 전기 디바이스(313)가 수신기(320)에 통신 가능하게 결합되지 않고도 에너지를 저장할 수 있는 수신기의 배터리(335)에 전기 에너지를 제공한다.
통신 구성 요소(324)는 무선 프로토콜을 통해 제어 신호(345)들을 전송함에 의해 수신기(320)가 전송기(302)와 통신할 수 있게 한다. 무선 프로토콜은, Bluetooth®, BLE, Wi-Fi, NFC, ZigBee 등과 같은, 통상적인 무선 프로토콜을 이용하거나, 전유 프로토콜(proprietary protocol)일 수 있다. 통신 구성 요소(324)는, 전자 디바이스(313)에 대한 식별자, 배터리 레벨 정보, 지리학적 위치 데이터 또는, 수신기(320)에 전력을 보낼 시기 및 에너지 포켓을 생성하는 전력 전송파(342)를 전달하기 위한 위치를 결정하는데 있어서 전송기(302)에 이용할 수 있는 다른 정보와 같은 정보를 전달하는데 이용될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 적응적 포켓 형성은 전자 디바이스(313)에 제공되는 전력을 조절하는데 이용될 수 있다. 그러한 실시 예에 있어서, 수신기의 통신 구성 요소(324)는 전자 디바이스(313b) 또는 배터리(315)에 제공되는 전압량 및/또는 수신기(320)가 수신한 전력량을 나타내는 전압 데이터를 전송한다.
전송기(302)가 수신기(320)를 식별하여 그의 위치를 결정하면, 제어 신호(345)에 대한 채널 또는 경로가 수립될 수 있으며, 그를 통해 전송기(302)는 수신기(320)로부터 오는 제어 신호들(345)의 이득 및 위상을 알 수 있게 된다. 전송기(302)의 안테나 소자들(306)은, 각 안테나 소자(306)로부터 방출되는 전력 전송파들(342)을 처리하기 위해 적어도 2개의 안테나 소자들(306)을 이용함에 의해 3차원 공간에서 수렴할 수 있는, 제어 전력 전송파들(342)(예를 들어, 무선 주파수파, 초음파)의 전송 또는 방송을 시작한다. 이들 전력 전송파(342)들은 적당한 압전 재질을 이용하는 국부 발진기 침과 외부 전력원을 이용하여 생성될 수 있다. 전력 전송파들(342)은 전력 전송파들(342)의 위상 및/또는 상대적 크기를 조정하는 전유 칩(proprietary chip)을 포함할 수 있는, 전송기 회로(301)에 의해 제어될 수 있다. 전력 전송파들(342)의 위상, 이득, 진폭 및 다른 파형 특성들은 안테나 소자(306)에 대한 입력으로 작용하여, 보강 및 상쇄 간섭 패턴을 형성한다(포켓 형성). 일부 구현에 있어서, 전송기(302)의 마이크로 제어기(310) 또는 다른 회로는 전력 전송파들(342)을 구비하고, 전송기 회로(301)에 연결된 안테나 소자들(306)의 개수에 따라 전송기 회로(301)에 의해 다수의 출력으로 분할될 수 있는 전력 전송 신호를 생성한다. 예를 들어, 4개의 안테나 소자들(306a-d)이 하나의 전송기 회로(301a)에 연결되면, 전력 전송 신호는 4개의 서로 다른 출력들로 분할되는데, 안테나 소자(306)로 진행하는 각 출력들은 각 안테나 소자들(306)으로부터 기원하는 전력 전송파들(342)로서 전송된다.
포켓 형성은 안테나 소자(306)의 지향성(directionality)을 변경하기 위해 간섭을 이용하는데, 보강 간섭은 에너지 포켓을 발생하고 상쇄 간섭은 전송 널을 발생한다. 수신기(320)는 전자 디바이스를 충전하거나 전자 디바이스에 전력을 공급하여 무선 전력 전송을 효과적으로 제공하는 포켓 형성에 의해 생성된 에너지 포켓을 이용한다.
멀티플 포켓 형성은 전송기(302)의 각 안테나(306)로부터 각 수신기(320)로의 위상 및 이득을 계산함에 의해 달성된다.
D. 에너지 포켓을 형성하는 시스템들의 구성 요소들
도 4에는 포켓 형성 절차를 이용하는 무선 전력 전송의 예시적인 시스템(400)의 구성 요소들이 도시된다. 그 시스템(400)은 하나 이상의 전송기들(402), 하나 이상의 수신기들(420) 및 하나 이상의 고객 디바이스들(446)을 구비한다.
1. 전송기들
전송기들(402)은 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 무선 전력 전송을 위한, RF파(442)일 수 있는 무선 전력 전송 신호들을 방송할 수 있는 임의 디바이스일 수 있다. 전송기들(402)은 포켓 형성, 적응적 포켓 형성 및 멀티플 포켓 형성을 포함하는, 전력 전송 신호들의 전송과 관련된 작업의 실행을 담당한다. 일부 구현에 있어서, 전송기들(402)은, 임의 주파수 또는 파장을 가진 임의 무선 신호를 포함하는, RF파 형태의 무선 전력 전송을 수신기(420)에 전송할 수 있다. 전송기(402)는 하나 이상의 안테나 소자들(406), 하나 이상의 RFIC들(408), 하나 이상의 마이크로제어기들(410), 하나 이상의 통신 구성 요소들(412), 전원(414) 및 전송기들(402)에 대해 모든 요청된 구성 요소들을 할당하는 하우징(housing)을 포함한다. 전송기(402)의 여러 구성 요소들은, 메타-재질(meta-material), 회로들의 마이크로 인쇄(micro-printing), 나노 재질 등을 구비하거나/하고 그들을 이용하여 제조될 수 있다.
예시적인 시스템(400)에 있어서, 전송기(402)는 3차원 공간 위치에서 수렴하여 에너지 포켓(444)을 형성하는 제어 RF파(442)를 전송하거나 방송한다. 이들 RF파들은 위상 및/또는 상대적 진폭 조정을 통해 보강 또는 상쇄 간섭 패턴을 형성(즉, 포켓 형성)하도록 제어된다. 에너지 포켓(444)은 보강 간섭 패턴으로 형성된 필드일 수 있으며, 그 형상이 3차원일 수 있다. 반면, 특정 물리적 위치에서의 전송 널은 상쇄 간섭 패턴으로 발생될 수 있다. 수신기(420)는 전자 고객 디바이스(446)(예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 셀폰)를 충전하거나 그에 전력을 공급하는 포켓 형성에 의해 생성되는 에너지 포켓(444)으로부터 전기 에너지를 수확한다. 일부 실시 예에 있어서, 시스템(400)은 여러 전자 장비에 전력을 공급하는, 다수의 전송기들(402) 및/또는 다수의 수신기들(420)을 구비한다. 고객 디바이스들(446)의 비 제한적 예시는 스마트 폰, 테이블렛, 음악 재생기, 장난감 등을 포함한다. 일부 실시 예들에 있어서, 전자 디바이스에 대한 전력을 조정하기 위해 적응적 포켓 형성이 이용될 수 있다.
2. 수신기들
수신기들(420)은, 적어도 하나의 안테나 소자(424), 하나의 정류기(426), 하나의 전력 변환기(428) 및 통신 구성 요소(430)가 포함될 수 있는 하우징을 포함한다.
수신기(420)의 하우징은, 예를 들어, 플라스틱 또는 경질 고무와 같이, 신호 또는 파의 전송 및/또는 수신을 도모할 수 있는 임의 재질로 이루어질 수 있다. 하우징은, 예를 들어, 케이스 형태의, 다른 전자 장비에 추가되거나 전자 장비내에 내장될 수 있는 외부 하드웨어일 수 있다.
3. 안테나 소자들
수신기(420)의 안테나 소자(424)들은, 전송기(402A)에 의해 이용되는 주파수 대역들에서 신호들을 전송하거나/하고 수신할 수 있는 임의 유형의 안테나를 구비할 수 있다. 안테나 소자들(424)은 수직 또는 수평 편광, 우측 또는 좌측 편광, 타원 편광 또는 다른 편광과, 임의 개수의 편광 조합들을 포함할 수 있다. 다수의 편광들을 이용하는 것은, 예를 들어, 스마트 폰 또는 휴대용 게임 시스템과 같이, 이용 동안에 바람직한 배향이 아니거나 그 배향이 시간에 따라 계속적으로 가변하는 디바이스들에 유익할 수 있다. 잘 정의된 예상 배향을 가진 디바이스(예를 들어, 양손 비디오 게임 제어기)의 경우, 주어진 편광의 안테나 수에 대한 비율에 영향을 주는 안테나들에 대한 바람직한 편광이 존재할 수 있다. 수신기(420)의 안테나 소자들(424)에 있어서의 안테나의 유형은 약 1/8인치 내지 약 6인치의 높이와 약 1/8인치 내지 약 6인치의 폭을 가진, 패치 안테나(patch antenna)를 포함한다. 패치 안테나는 바람직하게 접속성에 좌우되는 편광을 가진다. 즉, 그 편광은 패치가 어느 측면에 맞물리는지에 따라 가변한다. 일부 실시 예들에 있어서, 그 유형의 안테나는, 무선 전력 전송을 최적화하기 위해 안테나 편광을 동적으로 가변시킬 수 있는, 예를 들어, 패치 안테나와 같은 임의 유형의 안테나일 수 있다.
4. 정류기
수신기(420)의 정류기(426)는 안테나 소자들(424)에 의해 발생된 교류(AC) 전압을 직류(DC) 전압으로 정류하기 위하여, 다이오드, 저항들, 인덕터들 및/또는 커패시터들을 포함한다. 정류기(426)는 전력 전송 신호들로부터 수집된 전기 에너지의 손실을 최소화하기 위해 안테나 소자들(A24B)에 기술적으로 가능한 가깝게 배치된다. AC 전압을 정류한 후, 결과하는 DC 전압은 전력 변환기(428)를 이용하여 조정된다. 전력 변환기(428)는, 입력과 무관하게, 전자 디바이스 또는 본 예시적인 시스템(400)에서는 배터리에 상수 전압 출력을 제공하는데 도움을 주는 DC/DC 변환기일 수 있다. 전형적인 전압 출력은 약 5볼트 내지 약 10볼트일 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 전력 변환기는, 높은 효율성을 제공할 수 있는, 전자 스위치 모드 DC-DC 변환기를 포함할 수 있다. 그러한 실시 예에 있어서, 수신기(420)는 전력 변환기(428)전에서 전기 에너지를 수신하도록 배치된 커패시터(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 커패시터는 전자 스위칭 디바이스(예를 들어, 스위치 모드 DC-DC 변환기)에 충분한 전류가 제공되는 것을 보장하며, 그에 따라 전자 스위칭 디바이스는 효율적으로 작동할 수 있게 된다. 예를 들어, 전화기 또는 랩탑 컴퓨터와 같은 전자 디바이스를 충전할 때, 전자 스위치 모드 DC-DC 변환기의 동작을 활성화시키는데 필요한 최소 전압을 초과할 수 있는 초기 고전류가 요구될 수 있다. 그 경우, 수신기(420)의 출력에 커패시터(도시되지 않음)가 추가되어, 요구된 초과 에너지를 제공한다. 이후, 보다 낮은 전력이 제공될 수 있다. 예를 들어, 전화기 또는 랩탑의 충전을 증가시키면서 전체 초기 전력의 1/80이 이용될 수 있다.
5. 통신 구성 요소
수신기(420)의 통신 구성 요소(430)는 다른 수신기들(420), 고객 디바이스들 및/또는 전송기들(402)과 같은 시스템(400)의 하나 이상의 다른 디바이스들과 통신한다. 수신기에 대해 다른 안테나, 정류기 또는 전력 변환기 배열이 가능하며, 이에 대해서는 이하의 실시 예들에서 설명하겠다.
E. 다수의 디바이스들에 대한 포켓 형성 방법
도 5에는 예시적인 실시 예들에 따른, 다수의 수신기 디바이스들에게 전력을 공급하는 단계들이 도시된다.
제 1 단계(501)에서, 전송기(TX)는 수신기(RX)와 접속을 수립하거나 그와 연계된다. 즉, 일부 실시 예들에 있어서, 전송기들과 수신기들은 (예를 들어, Bluetooth®, BLE, Wi-Fi, NFC, ZigBee®와 같은) 전기 디바이스들의 2개의 프로세서들간에 정보를 전송할 수 있는 무선 통신 프로토콜을 이용하여 제어 데이터를 통신한다. 예를 들어, Bluetooth® 또는 Bluetooth® 변종을 구현하는 실시 예에서는, 전송기가 수신기의 방송 광고 신호들을 스캔(scan)하거나, 수신기가 전송기에 광고 신호를 전송할 수 있다. 광고 신호는 전송기에 수신기의 존재를 알리고, 전송기와 수신기간의 연계를 트리거할 수 있다. 이하에서 설명한 바와 같이, 일부 실시 예들에 있어서, 광고 신호는 포켓 형성 절차를 실행하고 관리하기 위해 여러 디바이스들(예를 들어, 전송기들, 고객 디바이스들, 서버 컴퓨터들, 다른 수신기들)에 의해 이용될 수 있는 정보를 통신할 수 있다. 광고 신호내에 포함된 정보는 디바이스 식별자(예를 들어, MAC 어드레스, IP 어드레스, UUID), 수신된 전기 에너지의 전압, 고객 디바이스 전력 소모 및 전력 전송파와 관련된 다른 유형의 데이터들을 포함할 수 있다. 전송기는 수신기를 식별하기 위해 전송되는 광고 신호를 이용할 수 있으며, 일부 경우에, 2차원 공간 또는 3차원 공간에 있어서 수신기의 위치를 결정할 수 있다. 전송기가 수신기를 식별하면, 전송기는 전송기내에 수신기와 연계된 접속을 수립하여, 전송기와 수신기가 제 2 채널을 통해 제어 신호를 통신할 수 있게 한다.
예를 들어, Bluetooth® 프로세서를 구비한 수신기가 전력을 공급받거나 전송기의 검출 범위내에 있게 되면, 블루투스 프로세서는 Bluetooth® 표준에 따라 수신기를 광고하기 시작한다. 전송기는 광고를 인식하고, 제어 신호들과 전력 전송 신호들을 통신하기 위한 접속을 수립하기 시작한다. 일부 실시 예들에 있어서, 광고 신호는 고유 식별자를 포함할 수 있으며, 그에 따라, 전송기는 범위내의 근처의 모든 다른 Bluetooth® 디바이스들로부터 그 광고 및 궁극적으로는 그 수신기를 구별할 수 있게 된다.
다음 단계(503)에서, 전송기가 광고 신호를 검출하면, 전송기는 그 수신기와 통신 접속을 자동을 형성하며, 그에 따라 전송기와 수신기는 제어 신호들과 전력 전송 신호들을 통신할 수 있게 된다. 그 다음, 전송기는 수신기에게 명령하여 실시간 샘플 데이터 또는 제어 데이터의 전송이 시작되도록 한다. 또한, 전송기는 전송기의 안테나 어레이의 안테나들로부터 전력 전송 신호들의 전송을 시작한다.
다음 단계(505)에서, 수신기는 수신기의 안테나가 수신한 전기 에너지에 기초하여, 전력 전송 신호들의 효율성과 관련된 다른 메트릭(metric)들 중 전압을 측정한다. 수신기는 측정된 정보를 포함하는 제어 데이터를 발생하고, 제어 데이터를 포함하는 제어 신호들을 전송기에 전송한다. 예를 들어, 수신기는, 예를 들어, 초당 100회의 속도로 수신된 전기 에너지의 전압 측정치들을 샘플링한다. 수신기는 초당 100회씩 전압 샘플 측정치를 제어 신호 형태로 전송기에 되전송한다.
다음 단계(507)에서, 전송기는 수신기로부터 수신한 전압 측정치와 같은 메트릭들을 모니터링하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행한다. 알고리즘들은, 수신기 둘레의 에너지 포켓의 효율성을 최대화하기 위해 전송기의 안테나들에 의한 전력 전송 신호들의 생성 및 전송을 가변시킨다. 예를 들어, 수신기가 수신한 전력이 수신기 둘레에 효과적으로 수립된 포켓 에너지를 나타낼 때 까지, 전송기는 전송기의 안테나가 전력 전송 신호를 전송하는 위상을 조정할 수 있다. 안테나에 대한 최적 구성이 식별되면, 전송기의 메모리는 전송기가 가장 높은 레벨로 방송을 유지하도록 그 구성을 저장한다.
다음 단계(509)에서, 전송기의 알고리즘은, 전력 전송 신호를 조정하는데 필요한 시기를 판정하고, 그러한 조정이 필요하다는 판정에 응답하여 전송 안테나의 구성을 가변시킨다. 예를 들어, 전송기는 수신기로부터 수신한 데이터에 기초하여, 수신기가 수신한 전력이 최대가 아니라고 판정할 수 있다. 전송기는 전력 전송 신호들의 위상을 자동으로 조정하지만, 그와 동시에 계속하여 수신기로부터 보고되어 온 전압을 수신 및 모니터링한다.
다음 단계(511)에서, 특정 수신기와 통신하는 판정된 시 기간 이후, 전송기는 전송기의 범위 내의 다른 수신기들로부터의 광고를 스캔하고/하거나 자동으로 검출한다. 그 전송기는 제 2 수신기로부터의 Bluetooth® 광고에 응답하여 제 2 수신기에 대한 접속을 수립한다.
다음 단계(513)에서, 제 2 수신기와의 제 2 통신 접속을 수립한 후, 전송기는 전송기의 안테나 어레이내의 하나 이상의 안테나들을 조정한다. 일부 실시 예들에 있어서, 전송기는 제 2 수신기에 서비스를 제공하기 위해 안테나들의 서브셋을 식별하고, 그에 의해 그 어레이는 수신기와 연계된 어레이들의 서브셋들로 파싱(parsing)된다. 일부 실시 예들에 있어서, 전체 안테나 어레이는 주어진 시 기간동안 제 1 수신기에 서비스를 제공하며, 그 다음 전체 안테나 어레이는 그 시 기간 동안 제 2 수신기에 서비스를 제공한다.
전송기에 의해 실행되는 수동 또는 자동 프로세서들은 제 2 수신기에 서비스를 제공하도록 어레이들의 서브셋을 선택한다. 이 예시에 있어서, 전송기의 어레이는 반으로 분할되어 2개의 서브셋들을 형성한다. 결과적으로, 안테나들의 절반은 제 1 수신기에 전력 전송 신호들을 전송하도록 구성되고, 안테나들의 절반은 제 2 수신기용으로 구성된다. 현 단계(513)에서, 전송기는 제 2 수신기에 대한 안테나들의 서브셋을 구성하거나 최적화하기 위해 상기와 유사한 기술을 적용할 수 있다. 전력 전송 신호들을 전송하는 어레이의 서브셋을 선택하는 동안, 전송기 및 제 2 수신기는 제어 데이터를 통신하고 있을 수 있다. 결과적으로, 전송기가 제 1 수신기와 통신하고/하거나 새로운 수신기를 스캐닝하는 것으로 다시 교번될 때 까지, 전송기는 전송기의 안테나 어레이의 제 2 서브셋에 의해 전송된 파들의 위상을 조정하기에 충분한 량의 샘플 데이터를 이미 수신했을 수 있으며, 그에 따라 전력 전송파는 제 2 수신기에 효과적으로 전송될 수 있게 된다.
다음 단계(515)에서, 제 2 수신기에 전력 전송 신호들을 전송하도록 제 2 서브 셋을 조정한 후, 전송기는 교번되어 제 1 수신기와 제어 데이터를 통신하고 추가적인 수신기를 스캔할 수 있다. 전송기는 제 1 서브셋의 안테나들을 재구성하고, 사전 결정된 간격으로 제 1 수신기와 제 2 수신기간에 교번한다.
다음 단계(517)에서 전송기는 사전 설정된 간격으로 수신기들간의 교번을 계속하고 새로운 수신기를 스캐닝한다. 각각의 새로운 수신기가 검출됨에 따라, 전송기는 접속을 수립하고 전력 전송 신호들의 전송을 시작한다.
하나의 예시적인 실시 예에 있어서, 수신기는 스마트 폰과 같은 디바이스에 전기적으로 접속될 수 있다. 전송기의 프로세서는 임의 블루투스 디바이스들을 스캔한다. 수신기는 블루투스 칩을 통해 그것이 블루투스 디바이스임을 광고하기 시작한다. 광고 내부에는 고유 식별자가 있을 수 있으며, 그에 따라, 그 광고를 스캔했을 때, 전송기는 범위내의 근처의 모든 다른 블루투스 디바이스들로부터 광고 및 궁극적으로는 그 수신기를 구별할 수 있게 된다. 그것이 수신기이다 라는 광고 또는 통지를 전송기가 검출하면, 전송기는 그 수신기와 통신 접속을 즉시 형성하여, 그 수신기에게 실시간 샘플 데이터의 송신을 개시하도록 명령한다.
수신기는 그의 수신 안테나에서의 전압을 측정하고, 전압 샘플 측정치를 전송기로 다시 송신한다 (예를 들어, 초당 100회). 전송기는 위상을 조정함에 의해 전송 안테나의 구성을 가변시키기 시작한다. 전송기가 위상을 조정함에 따라, 전송기는 수신기로부터 다시 송신되어 오는 전압을 모니터한다. 일부 구현에 있어서, 전압이 높을 수록, 포켓에 에너지가 더 많아진다. 안테나 위상은, 전압이 가장 높은 레벨로 되고, 수신기 둘레에 최대 에너지 포켓이 존재할 때 까지 변경될 수 있다. 전송기는 전압이 가장 높은 레벨에 있도록 안테나를 특정 위상으로 유지시킨다.
전송기는 각 개별적인 안테나를 한 번에 하나씩 가변시킨다. 예를 들어, 전송기내에 32개의 안테나들이 있고, 각 안테나가 8개의 위상을 가지면, 전송기는 제 1 안테나부터 시작하여 8개의 위상 모두에 걸쳐 제 1 안테나를 단계별로 진행시킨다. 수신기는 제 1 안테나의 8개의 위상들의 각각에 대한 전력 레벨을 다시 송신한다. 전송기는 제 1 안테나에 대한 가장 높은 위상을 저장한다. 전송기는 제 2 안테나에 대해 이 프로세스를 반복하고, 8개의 위상들에 걸쳐 그것을 단계별로 진행시킨다. 수신기는 각 위상으로부터의 전력 레벨들을 다시 송신하며, 전송기는 가장 높은 레벨을 저장한다. 다음, 전송기는 제 3 안테나에 대해 프로세스를 반복하며, 32개의 안테나 모두가 8개 위상들에 걸쳐 단계별로 진행될때 까지, 그 프로세스를 계속적으로 반복한다. 그 프로세서의 종료시에, 전송기는 수신기에 가장 효율적인 방식으로 최대 전압을 전송할 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에 있어서, 전송기는 제 2 수신기의 광고를 검출하고 제 2 수신기와 통신 접속을 형성한다. 전송기가 제 2 수신기와 통신 접속을 형성하면, 전송기는 원래의 32개의 안테나들을 제 2 수신기로 조준하며, 제 2 수신기에 조준된 32개의 안테나들의 각각에 대해 위상 프로세스를 반복한다. 프로세스가 완료되면, 제 2 수신기는 전송기로부터 가능한 많은 전력을 획득한다. 전송기는 잠시동안 제 2 수신기와 통신하며, 그 다음 교번하여 사전 결정된 시 기간동안 (예를 들어, 잠시 동안) 제 1 수신기와 통신하며, 전송기는 사전 결정된 시간 간격으로 제 1 수신기와 제 2 수신기를 계속적으로 교번한다.
또 다른 구현에 있어서, 전송기는 제 2 수신기의 광고를 검출하고 제 2 수신기와 접속을 형성한다. 먼저, 전송기는 제 1 수신기와 통신하고, 제 1 수신기에 조준된 예시적으로 32개 안테나들의 절반을 재할당하여, 단지 16개만이 제 1 수신기 전용이 되게 한다. 전송기는 제 2 수신기에 나머지 절반의 안테나들을 할당하여, 16개의 안테나들이 제 2 수신기 전용이 되게 한다. 전송기는 안테나의 나머지 절반에 대한 위상을 조정한다. 16개의 안테나들이 8개 위상들의 각각을 거쳤으면, 제 2 수신기는 수신기에 대해 가장 효율적인 방식으로 최대 전압을 획득하게 된다.
F. 선택적 범위를 가진 무선 전력 전송
1. 보강 간섭
도 6a 및 도 6b에는 예시적인 포켓 형성 프로세스동안 구현될 수 있는 무선 전력 전송 원리를 구현한 예시적인 시스템(600)이 도시된다. 안테나 어레이의 다수의 안테나들을 구비하는 전송기(601)는, 전송기(601)의 안테나로부터 전송되는, 전력 전송파(607)의 다른 가능한 속성들 중에서도, 위상 및 진폭을 조정할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 임의 위상 또는 진폭 조정이 없으면, 각 안테나로부터 전송되는 전력 전송파(607a)는 다른 위치에 도달할 수 있고, 다른 위상을 가질 수 있다. 이러한 차이는 전송기(601a)의 각 안테나 소자에서부터, 각각의 위치에 배치된 수신기(605a) 또는 수신기들(605a)까지의 서로 다른 거리 때문인 경우가 빈번하다.
도 6a를 참조하면, 수신기(605a)는, 전송기(601a)의 다수의 안테나 소자들로부터, 각각이 전력 전송파(607a)를 구비하는 다수의 전력 전송 신호들을 수신한다. 이들 전력 전송 신호들의 합성은 필연적으로 0인데, 이것은, 본 예시에 있어서, 전력 전송파들이 서로 상쇄적으로 합해지기 때문이다. 즉, 전송기(601a)의 안테나 소자들은 정확한 동일 전력 전송 신호(즉, 위상 및 진폭과 같은 동일 특성을 가진 전력 전송파(607a)를 구비)를 전송할 수 있으며, 그 경우, 각 전력 전송 신호의 전력 전송파(607a)들이 수신기(605a)에 도달하면, 그들은 서로간에 180도 만큼 오프셋된다. 결론적으로, 이들 전력 전송 신호들의 전력 전송파(607a)들은 서로를 "소거"한다. 일반적으로, 이러한 방식으로 서로를 오프셋하는 신호들을 "상쇄(destructive)"라고 하며, 이는 결과적으로 "상쇄 간섭"으로 결과한다.
이와 대조적으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 소위 "보강 간섭"의 경우, 수신기에 서로 정확하게 "동 위상(in phase)"으로 도달하는 전력 전송파들(607b)을 구비하는 신호들은 각 신호의 진폭을 증가시키도록 조합되며, 그에 따라 구성 성분 신호(constituent signal)들의 각각보다 더 강한 합성으로 결과한다. 도 6a의 도시된 예시에 있어서, 전송 신호들에 있어서의 전력 전송파들(607a)의 위상은 전송 위치에서 동일하며, 결국 수신기(605a)의 위치에서 상쇄적으로 합산됨을 알아야 한다. 이와 대조적으로, 도 6b에 있어서, 전송 신호들의 전력 전송파들(607b)의 위상은 전송 위치에서 조정됨으로써, 그들은 동 위상 정렬로 수신기(605b)에 도달하게 되고, 결과적으로 그들은 보강적으로 합산되게 된다. 이 도시된 예시에 있어서, 도 6b에는 수신기(605b) 둘레에 결과하는 에너지 포켓이 배치될 것이며, 도 6a에는 수신기 둘레에 전송 널이 배치될 것이다.
도 7에는 선택적 범위(700)를 가진 무선 전력 전송이 도시되며, 거기에서는 전송기(702)가 전기 디바이스(701)와 연계된 다수의 수신기들에 대한 포켓 형성을 생성한다. 전송기(702)는, 특정 물리적 위치에 있는 하나 이상의 전송 널 반경들(706)과 하나 이상의 무선 충전 반경들(704)을 포함할 수 있는, 선택적 범위(700)를 가진 무선 전력 전송을 통해 포켓 형성을 발생한다. 다수의 전자 디바이스들(701)은 무선 충전 반경들(704)에서 충전되거나 전력 공급받는다. 여러개의 에너지 스폿들(spots of energy)이 생성될 수 있으며, 그러한 스폿들은 전자 디바이스들(701)에 전력 공급하거나 충전하는 것을 규제하기 위해 채용된다. 예를 들어, 그 규제는 무선 충전 반경들(704)내에 포함된, 특정 스폿 또는 제한된 스폿내에서 특정 전자 제품을 작동시키는 것을 포함한다. 또한, 선택적 범위(700)을 가진 무선 전력 전송의 이용에 의해 안전 규제가 구현될 수 있으며, 그러한 안전 규제는, 에너지가 회피되어야 할 필요가 있는 영역 또는 구역(zone)상에 에너지 포켓을 회피시키는데, 그러한 영역은, 그들 위에 및/또는 그들 근처에 에너지 포켓을 원하지 않은 사람들 및/또는 에너지 포켓에 대해 민감한 장비를 포함하고 있는 영역을 포함한다. 도 7에 도시된 것과 같은 실시 예에 있어서, 전송기(702)는 서비스 제공되는 영역내의 전기 디바이스들(701)과 연계된 수신기들과 다른 평면상에서 발견되는 안테나 소자들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 전기 디바이스들(701)의 수신기들은, 전송기(702)가 천장에 설치된 룸내에 있을 수 있다. 전력 전송파들을 이용하여 에너지 포켓을 수립하는 선택적 범위들은 천장 또는 다른 높은 위치에 전송기(702)의 안테나 어레이를 배치함에 의해, 동심원으로 나타날 수 있으며, 전송기(702)는 에너지 포켓의 "콘(cone)"들을 생성할 전력 전송파들을 방출할 수 있다. 일부 실시 예들에 있어서, 전송기(701)는 각 충전 반경들(704)의 반경을 제어할 수 있으며, 그에 의해, 서비스 영역이, 저평면에 있는 영역을 향해 아래로 지향되는 에너지 포켓을 생성하여, 안테나 위상 및 진폭의 적당한 선택을 통해 콘의 너비를 조절할 수 있게 하기 위한 간격들이 수립된다.
도 8에는 선택적 범위(800)를 가진 무선 전력 전송이 도시되며, 거기에서는 전송기(802)가 다수의 수신기들(806)에 대한 포켓 형성을 생성할 수 있다. 전송기(802)는 하나 이상의 무선 충전 스폿들(804)을 포함할 수 있는, 선택적 범위(800)를 가진 무선 전력 전송을 통해 포켓 형성을 발생할 수 있다. 무선 충전 스폿들(804)에서 다수의 전자 디바이스들이 충전되거나 전력 공급받는다. 수신기 주변의 장애물들(804)에도 불구하고 다수의 수신기들(806)에 대해 에너지 포켓이 발생될 수 있다. 에너지 포켓들은 무선 충전 스폿들(804)에, 본 명세서에서 설명한 원리에 따라, 보강 간섭을 생성함에 의해, 발생될 수 있다. 에너지 포켓의 위치 결정은 수신기(806)들을 고정시키고(tacking), 다른 것들 중에서 Bluetooth® 기술, 적외선 통신, Wi-Fi, FM 라디오와 같은 다양한 통신 시스템에 의해 다수의 통신 프로토콜들을 인에이블함에 의해 실행될 수 있다.
G. 히트 맵(heat map)들을 이용한 예시적인 시스템 실시 예
도 9a 및 도 9b는 예시적인 실시 예에 따라, 클라이언트 계산 플랫폼을 무선으로 충전하는 아키텍처(900A,900B)의 도면이다. 일부 구현에 있어서, 사용자는 룸내에 있을 수 있으며, 전자 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 테이블렛)를 그의 손으로 쥐고 있을 수 있다. 일부 구현에 있어서, 전자 디바이스는 룸 내부의 가구상에 있을 수 있다. 전자 디바이스는 전자 디바이스에 내장되거나 전자 디바이스에 연결된 개별적 어댑터로서 수신기(920A,920B)를 포함할 수 있다. 수신기들(920A,920B)은 도 11에 도시된 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다. 전송기들(902A,902B)은 사용자 바로 뒤의 룸의 벽들 중 하나상에 걸려있을 수 있다. 전송기들(902A,902B)은 도 11에 도시된 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.
사용자가 수신기들(920A,920B)들과 전송기들(902A,902B)간의 경로를 차단하고 있는 중이어서, RF파는 선형 방향으로 수신기들(920A,920B)에 쉽게 조준되지 않을 수 있다. 그러나, 수신기(920A,920B)로부터 발생한 단신호들이 이용된 안테나 소자의 유형에 대해 전방향성(omni-directional)이기 때문에, 이들 신호들은, 전송기들(902A,902B)에 도달할 때까지, 벽들(944A, 944B)상에서 산란할 수 있다. 핫 스폿(hot spot)(944A,944B)은 RF파를 반사할 룸내의 임의 아이템일 수 있다. 예를 들어, 벽상의 큰 금속 시계가 RF파를 사용자의 셀폰으로 반사하는데 이용될 수 있다.
전송기에 있어서의 마이크로 제어기는 수신기로부터 수신한 신호에 기초하여 각 안테나로부터의 전송 신호를 조정한다. 그 조정은 수신기로부터 수신한 신호 위상들의 공액(conjugate)을 형성하는 것을 포함하고, 안테나 소자들의 빌트인 위상(built-in phase)을 고려한 전송 안테나 위상의 추가 조정을 포함한다. 안테나 소자는 주어진 방향으로 안테나를 조향하도록 동시에 제어될 수 있다. 전송기(902A,902B)는 룸을 스캔하고, 핫 스폿들(944A,944B)을 검색한다. 보정이 실행되면, 전송기들(902A,902B)은 가장 효율적인 경로들일 수 있는 경로를 뒤따르는 채널에 RF파를 집중시킨다. 후속적으로, RF 신호들(942A,942B)은, 사용자 및 가구와 같은 장애물을 피하면서, 제 1 전자 디바이스상에 에너지 포켓을 형성하고, 제 2 전자 디바이스상에 또 다른 에너지 포켓을 형성한다.
도 9a 및 도 9b에 있어서의 룸과 서비스 영역을 스캔할 때, 전송기(902A,902B)들은 다른 방법들을 채용할 수 있다. 이용될 수 있는 가능한 방법을 제한하기 위한 것은 아니고 도시된 예시로서, 전송기(902A,902B)들은 수신기로부터 오는 신호의 위상 및 크기를 검출할 수 있으며, 그들을 이용하여 그들의 공액을 계산하고 그들을 전송에 적용함에 의해 전송 위상 및 크기 세트를 형성한다. 다른 도시된 예시로서, 전송기는 후속하는 전송에 있어서 전송 안테나들의 모든 가능한 위상들을 한번에 하나씩 적용할 수 있으며, 수신기(920A,920B)로부터의 신호와 관련된 정보를 주시함에 의해 각 조합에 의해 형성된 에너지 포켓의 세기를 검출한다. 그 다음, 전송기(902A,902B)는 이러한 보정을 주기적으로 반복한다. 일부 구현에 있어서, 전송기(902A,902B)가 모든 가능한 위상들을 철저하게 탐색해야만 하는 것은 아니며, 이전의 보정값에 기초하여 강한 에너지 포켓으로 결과할 가능성이 보다 높은 위상들의 세트를 탐색할 수 있다. 또 다른 도시된 예시에 있어서, 전송기(902A,902B)는 룸내의 서로 다른 위치들로 지향되는 에너지 포켓을 형성하기 위해 안테나에 대한 전송 위상들의 프리셋 값(preset value)들을 이용한다. 전송기는, 예를 들어, 후속하는 전송에서 안테나에 대한 프리셋 위상값들을 이용하여 룸내의 물리적 공간을 위아래 및 좌우로 스캔할 수 있다. 전송기(902A,902B)는 수신기(920a,920b)로부터의 신호를 주시함에 의해 수신기(920a,920b) 둘레에서 가장 강한 에너지 포켓으로 결과하는 위상 값들을 검출한다. 본 명세서에서 설명한 실시 예들의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고도, 채용될 히트 매핑에 대한 서비스 영역을 스캐닝하는 다른 가능한 방법이 있음을 알아야 한다. 어느 방법이 이용되던, 스캔의 결과는 서비스 영역(예를 들어, 룸, 가게)의 히트-맵이며, 그 영역으로부터 전송기(902A,902B)들은 수신기 둘레의 에너지 포켓을 최대화하기 위해 전송 안테나에 사용하기 위한 최고의 위상 및 크기 값들을 나타내는 핫 스폿들을 식별한다.
전송기들(902A,902B)은 수신기들(920A,920B)의 위치를 판정하기 위해 블루투스 접속을 이용하며, 다른 수신기들(920A,920B)로 RF파들을 채널링하기 위해 RF 대역의 서로 다른 비-중첩 부분들을 이용한다. 일부 구현에 있어서, 전송기들(902A,902B)들은 수신기들(920A,920B)의 위치를 판정하기 위해 룸의 스캐닝을 실행하고, 비 중첩 RF 전송 대역들에 의해, 서로 직교하는 에너지 포켓들을 형성한다. 수시기에 에너지를 지향시키기 의해 멀티플 에너지 포켓을 이용하는 것은, 일부 대안적인 전력 전송 방법들보다 본질적으로 안전한데, 그 이유는 단일 전송이 아주 강력한 것은 아닌 반면, 수신기가 수신한 총 전력 전송 신호는 강력하기 때문이다.
H. 예시적인 시스템 실시 예
도 10a에는 하나의 전송기(1002A)와 적어도 2개 이상의 수신기들(1020A)을 포함하는 멀티플 포켓 형성(1000A)을 이용하는 무선 전력 전송이 도시된다. 수신기들(1020A)은 전송기들(1002A)과 통신할 수 있는데, 이는 도 11에 추가로 도시된다. 전송기(1002A)가 수신기(1020A)를 식별하여 그의 위치를 판정하면, 수신기(1020A)로부터 오는 이득과 위상을 인지함에 의해 채널 또는 경로가 수립될 수 있다. 전송기(1002A)는, 최소한인 두개의 안테나 소자들을 이용하여 3차원 공간에 수렴하는 제어 RF파(1042A)의 전송을 시작한다. 이들 RF파들(1042A)은 적당한 압전 재질을 이용하는 국부 발진기 칩과 외부 전원을 이용하여 생성될 수 있다. RF파(1042A)는 보강 및 상쇄 간섭 패턴(포켓 형성)을 형성하기 위해 안테나 소자들에 대한 입력으로서 작용하는 RF 신호들의 위상 및/또는 상대적 크기를 조정하는 전유 칩을 포함한다. 포켓 형성은 안테나 소자들의 지향성을 변경하기 위해 간섭을 이용하며, 보강 간섭은 에너지 포켓(1060A)을 발생하고, 상쇄 간섭은 전송 널을 발생한다. 수신기(1020A)는, 예를 들어, 랩탑 컴퓨터(1062A) 및 스마트폰(1052A)과 같은 전자 디바이스를 충전하거나 그 디바이스에 전력 공급하여, 무선 전력 전송을 효과적으로 제공하는 포켓 형성에 의해 생성되는 에너지 포켓(1060A)을 이용한다.
멀티플 포켓 형성(1000A)은 전송기(1002A)의 각 안테나에서 각 수신기(1020A)로의 위상 및 이득을 계산함에 의해 달성된다. 그 계산은 독립적으로 산출될 수 있는데, 그것은 전송기(1002A)로부터의 안테나 소자에서 수신기들(1020A)로부터의 안테나 소자로 다수의 경로들이 발생되기 때문이다.
I. 예시적인 시스템 실시 예
도 10b에는 멀티플 적응적 포켓 형성(1000B)의 예시적인 도면이 도시된다. 본 예시에 있어서, 사용자는 룸 내부에 있을 수 있고, 그의 손에 전자 디바이스, 본 경우에는, 테이블렛(1064B)을 쥐고 있을 수 있다. 또한, 스마트폰(1052B)은 룸 내부의 가구상에 있을 수 있다. 테이블렛(1064B)과 스마트폰(1052B)은, 각각, 각 전자 디바이스에 내장된 수신기를 포함하거나 또는 테이블렛(1064B) 및 스마트폰(1052B)에 연결된 개별 어댑터로서 수신기를 포함할 수 있다. 수신기는 도 11에 도시된 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다. 전송기(1002B)는 사용자 바로 뒤의 룸의 벽들 중 하나상에 매달려 있을 수 있다. 전송기(1002B)는 도 11에 도시된 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다. 사용자는 수신기와 전송기(1002B)들 간의 경로를 차단하는 것으로 보일 수 있다. RF 파(1042B)는 시선 방식으로 각 수신기에 쉽게 조준되지 않을 수 있다. 그러나, 수신기로부터 발생한 단신호들이 이용된 안테나 소자들의 유형에 대해 전방향성(omni-directional)이기 때문에, 이들 신호들은, 전송기(1002B)를 발견할 때까지, 벽들상에서 산란할 수 있다. 전송기(1002B)에 상주하는 마이크로 제어기는 각 수신기에 의해 송신된 수신 신호들에 기초하여, 이득 및 위상을 조정하고, (소위 "상쇄 간섭"에서, 전력 전송파들이 서로를 차감하고 그 위치에 집중된 에너지를 줄이는 방식으로 전력 전송파들이 함께 합쳐지는 것과 대조적으로) 전력 전송파들이 함께 합해져서 그 위치에 집중된 에너지를 강화하도록 전력 전송파의 수렴을 형성하고, 수신기들로부터 수신한 신호 위상들의 공액을 형성하고, 안테나 소자들의 빌트 인 위상을 고려하여 전송 안테나 위상들을 추가 조정함으로써 전송된 신호들을 재보정한다. 일단 보정이 실행되면, 전송기(1002B)는 가장 효율적인 경로들을 따라가는 RF파를 집중시킨다. 후속적으로, 사용자 및 가구와 같은 장애물을 고려하여, 에너지 포켓(1060B)은 테이블렛(1064B)상에 형성되고, 다른 에너지 포켓(1060B)은 스마트폰(1052B)에 형성될 수 있다. 상술한 성질은, 각각의 에너지 포켓을 따르는 전송이 아주 강력한 것은 아님에 따라 멀티플 포켓 형성(1000B)을 이용하는 무선 전력 전송이 본질적으로 안전하다는 점 및 RF 전송은 일반적으로 생체 조직을 관통하지 않고 그로부터 반사한다는 점에 있어서, 바람직하다.
일단 전송기(1002B)가 수신기를 식별하고 위치 판정하면, 수신기로부터 오는 이득 및 위상을 인지함에 의해 채널 또는 경로가 수립될 수 있다. 전송기(1002B)는 최소인 2개의 안테나 소자들을 이용하여 3차원 공간에 수렴하는 제어 RF파(1042B)를 전송하기 시작한다. 이들 RF파(1042B)는 적당한 압전 재질을 이용하는 국부 발진기 칩과 외부 전원을 이용하여 생성될 수 있다. RF파(1042B)는 보강 및 상쇄 간섭 패턴(포켓-형성)을 형성하기 위해 안테나 소자들에 대한 입력으로서 작용하는, RF 신호들의 위상 및/또는 상대적 크기를 조정하는 전유 칩을 포함할 수 있는 RFIC에 의해 제어된다. 포켓 형성은 안테나 소자의 지향성을 변경하기 위해 간섭을 이용하는데, 보강 간섭은 에너지 포켓을 발생하고, 상쇄 간섭은 특정 물리적 위치에 널을 발생한다. 수신기는, 예를 들어, 랩탑 컴퓨터 및 스마트폰과 같은 전자 디바이스를 충전하거나 그에 전력을 공급함으로써 무선 전력 전송을 효과적으로 제공하는 포켓 형성에 의해 생성되는 에너지 포켓을 이용한다.
멀티플 포켓 형성(1000B)은 전송기의 각 안테나로부터 각 수신기로의 위상 및 이득을 계산함에 의해 달성될 수 있다. 그 계산은 독립적으로 산출될 수 있는데, 그 이유는, 전송기로부터의 안테나 소자들에 의해 수신기로부터의 안테나 소자까지 다수의 경로들이 발생되기 때문이다.
적어도 2개의 안테나 소자들의 계산의 예시는 수신기로부터의 신호의 위상을 판정하고, 전송을 위해 수신 파라메타들의 공액을 안테나 소자들에 적용하는 것을 포함한다.
일부 실시 예에 있어서, 2개 이상의 수신기들은 무선 전력 전송 동안에 전력 손실을 피하기 위해 다른 주파수로 작동한다. 이것은, 전송기(1002B)에 다수의 내장된 안테나 소자들의 어레이를 포함함에 의해 달성된다. 일 실시 예에 있어서, 그 어레이내의 각 안테나에 의해 단일 주파수가 전송될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 어레이내의 일부 안테나들은 서로 다른 주파수로 전송하는데 이용된다. 예를 들어, 어레이내의 안테나들의 1/2는 2.4GHz로 작동하는 반면, 다른 1/2들은 5.8GHz로 작동한다. 다른 예시에 있어서, 어레이내의 안테나들의 1/3은 900MHz로 작동하고, 1/3은 2.4GHz로 작동하며, 어레이내의 잔여 안테나들은 5.8GHz로 작동한다.
또 다른 실시 예에 있어서, 안테나 소자들의 각 어레이는 무선 전력 전송동안에 가상적으로 하나 이상의 안테나 소자들로 분할되며, 안테나 소자들의 각 세트는 서로 다른 주파수로 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송기의 안테나 소자는 2.4GHz로 전력 전송 신호들을 전송하지만, 수신기의 대응하는 안테나 소자는 전력 전송 신호를 5.8GHz로 수신하도록 구성될 수 있다. 이 예시에 있어서, 전송기의 프로세서는 어레이내의 안테나 소자들을, 독립적으로 피딩(feeding)될 수 있는 다수의 패치들로 가상적 또는 논리적으로 분할하도록 전송기의 안테나 소자를 조정할 수 있다. 결과적으로, 안테나 소자들의 어레이의 1/4은 수신기에 필요한 5.8GHz를 전송할 수 있으며, 안테나 소자들의 다른 세트는 2.4GHz로 전송할 수 있다. 그러므로, 안테나 소자들의 어레이를 가상적으로 분할함에 의해, 수신기에 결합된 전자 디바이스들은 무선 전력 전송을 계속적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나 소자들의 한 세트는 약 2.4GHZ로 전송하고, 다른 안테나 소자들은 5.8GHz로 전송하며, 그에 따라 서로 다른 주파수들로 작동하는 수신기들과 작업할 때, 주어진 어레이내의 다수의 안테나 소자들을 조정하기 때문에, 상술한 것은 바람직하다. 이 예시에서는, 그 어레이가 동일한 안테나 소자들의 세트(예를 들어, 4개의 안테나 소자들)로 분할되지만, 그 어레이는 다른 양의 안테나 소자들의 세트들로 분할될 수 있다. 대안적인 실시 예에 있어서, 각 안테나 소자들은 선택 주파수들간에 서로 교번할 수 있다.
무선 전력 전송의 효율 및 (포켓 형성을 이용하여) 전달될 수 있는 전력량은 주어진 수신기들과 전송기들의 시스템에 이용된 전체 개수의 안테나 소자들(1006)의 함수일 수 있다. 예를 들어, 약 15피트에 약 1와트를 전달하기 위해, 수신기는 약 80개의 안테나 소자들을 포함하지만, 전송기는 약 256 안테나 소자들을 포함한다. 또 다른 동일한 무선 전력 전송 시스템(약 15피트에 약 1와트)은 약 40 안테나 소자들을 가진 수신기와, 약 512 안테나 소자들을 가진 전송기를 포함할 수 있다. 수신기에 있어서 안테나 소자들의 개수를 절반으로 줄이는 것은, 전송기에 있어서 안테나 소자들의 수를 2배로 할 것을 필요로 한다. 일부 실시 예들에 있어서, 원가 때문에, 수신기에서 보다 전송기에 더 많은 개수의 안테나 소자들을 배치하는게 바람직할 수 있는데, 그 이유는, 전 시스템 전개(system-wide deployment)에 있어서, 수신기들보다 전송기들이 훨씬 소수일 것이기 때문이다. 그러나, 전송기(1002B)에 적어도 2개의 안테나 소자들이 존재한다면 전송기상에 보다 수신기상에 보다 많은 안테나 소자들을 배치함에 의해, 그 반대 경우가 달성될 수도 있다.
Ⅱ. 무선 전력 소프트웨어 관리 시스템
A. 무선 전력 네트워크에 있어서 무선 전력 수신기들의 스마트 등록을 위한 시스템 및 방법
도 11에는, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송기 관리기(1102)를 이용하는 무선 전력 시스템(1100)이 도시된다. 무선 전력 전송기 관리기(1102)는 컴퓨터 판독 가능 매체를 가진 프로세서를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어, 프로세서에 결합된 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory: RAM)이다. 예를 들어, 프로세서는, 다른 것들 중에서도, 마이크로프로세서, 애플리케이션 지정 집적 회로(ASIC) 및 필드 프로그램가능 객체 어레이(FPOA)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)는 고객 디바이스(1106)를 충전하거나 그에 전력을 공급하는 무선 전력 수신기(1104)에, 3차원 공간에서 수렴할 수 있는 전력 전송 신호들로서 작용하는 제어 RF파(controlled RF wave)들을 전송한다. 예시적인 실시 예가 전력 전송 신호로서 RF파의 이용을 설명하고 있지만, 전력 전송 신호는 전송된 에너지를 전력으로 변환하는 무선 전력 수신기에 에너지를 전송하는 임의 개수의 대안적인 또는 추가적인 기술을 포함한다. 이들 RF파들은 보강 및 상쇄 간섭 패턴들(포켓 형성)을 형성하기 위해 위상 및/또는 상대적 진폭 조정을 통해 제어될 수 있다. 에너지 포켓은 보강 간섭 패턴을 형성할 수 있으며, 3차원 형상일 수 있는 반면, 보강 간섭 패턴의 외부에 널 공간이 존재할 수 있다.
무선 전력 수신기(1104)는 고객 디바이스(1106)와 페어를 이룰 수 있거나 고객 디바이스(1106)내에 내장될 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스(1106)는, 다른 것들 중에서도, 랩탑 컴퓨터, 이동 디바이스, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기 및 장난감을 포함할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기(1102)는, 무선 전력 수신기(1104)가 시스템(1100)내의 임의 다른 무선 전력 전송기 관리기(1102)보다 무선 전력 전송기 관리기(1102)에 더 가까운지를 검출할 목적으로, 무선 전력 수신기(1104)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 수신할 수 있다.
고객 디바이스(1106)는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, 1112)를 포함할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, 1112)는 무선 전력 수신기(1104)가 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, 1112)와 페어를 이루는지를 검출할 목적으로, 무선 전력 수신기(1104)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 수신할 수 있다.
이러한 실시 예의 일부 측면에 따르면, 무선 전력 전송기 관리기(102)는 디바이스 데이터베이스(1116)를 포함할 수 있는데, 그 디바이스 데이터베이스(1116)는 모든 네트워크 디바이스들의 정보, 예를 들어, 다른 것들 중에서도, UUID(Univerally Unique Identifier), 일련 번호, 신호 세기, 페어를 이룬 상대측 디바이스의 신원, 고객 디바이스의 전력 스케줄 및 수동 오버라이드(manual override), 고객 디바이스의 과거 및 현재 연산 상태, 배터리 레벨 및 충전 상태, 하드웨어 값 측정, 고장, 에러 및 중대 이벤트들, 이름, 고객의 인증(authentication) 또는 허가 이름(authorization name) 및 시스템을 구동하는 구성 세부 사항을 저장한다. 디바이스 데이터베이스(1116)는, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리자들, 무선 전력 수신기들, 종단 사용자 휴대형 디바이스들 및 서버들과 같은 모든 시스템에 대한 정보를 저장할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)의 제어하에, 무선 전력 시스템(1100)은 최대 30피트의 범위내에 전력을 송신한다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)는, 무선 전력 수신기의 전력 기록에 대한 제어와 함께, 특정 무선 전력 수신기(1104)에 전력이 송신될 수 있게 한다. 일 실시 예에 있어서, 무선 전력 전송 관리기들(1102)은 디바이스 데이터베이스(1116)내의 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제어하기 위해 2가지 조건을 충족시킬 필요가 있다. 즉, 고객 디바이스의 신호 세기 임계치는 모든 다른 무선 전력 전송기 관리기(1102)에 의해 측정된 신호 세기의 50%보다 상당히 커야 하고(예를 들어, 55%), 최소 시간동안 50% 보다 상당히 큰 상태를 유지해야 한다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)는 무선 전력 수신기(1104)와의 통신 링크(1108)를 수립하고, 고객 디바이스의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와의 제어 링크(1110)를 수립하기 위해 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy: BLE)를 이용하지만 그에 국한되는 것은 아니다. 무선 전력 전송기 관리기(1102)는 고객 디바이스의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)로부터 명령과 페어링 정보(pairing information)를 수신하기 위해 제어 링크(1110)를 이용할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)는 고객 디바이스(1106)를 추적하기 위해 안테나 관리기 소프트웨어(1114)를 포함할 수 있다. 안테나 관리기 소프트웨어(1114)는 고객 디바이스(1106)에서 수신한 전력의 상태를 판독하기 위해 실시간 원격 측정(telemetry)을 이용한다.
무선 전력 전송기 관리기(1102)는 시스템내의 모든 이동들에 대한 정보를 포함하는 무선 에너지 영역 모델을 생성할 수 있다. 이 정보는 디바이스 데이터베이스(1116)에 저장될 수 있다.
다른 상황에 있어서, 다수의 다양한 고객 디바이스들(1106)에 전력을 공급하기 위한 다수의 무선 전력 수신기들(1104) 및/또는 다수의 무선 전력 전송기 관리기들이 존재할 수 있다.
도 12에는, 다른 실시 예에 따른 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기들의 스마트 등록(1200)을 위한 시스템 아키텍처가 도시된다.
무선 전력 네트워크에 있어서, 하나 이상의 무선 전력 전송기 관리기들 및/또는 하나 이상의 무선 전력 수신기들은 다양한 고객 디바이스들에게 전력을 공급하는데 이용된다.
무선 전력 네트워크에 있어서의 각 무선 전력 디바이스는 UUID(Universally Unique Identifier)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 디바이스들은, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리기, 무선 전력 수신기, 종단 사용자 휴대형 또는 이동 디바이스 및 서버들을 포함할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기(1202)는 컴퓨터 판독 가능 매체를 가진 프로세서를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어 프로세서에 결합된 RAM이다. 예를 들어, 프로세서는, 다른 것들 중에서도, 마이크로프로세서, 애플리케이션 지정 집적 회로(ASIC) 및 FPOA(Field Programmable Object Array)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 고객이 지닌 각 무선 전력 디바이스는 구매 시점에 등록될 수 있거나, 에너지 도메인 서비스(1214)에 통신하는 공중 액세스 가능 웹 페이지 또는 스마트 디바이스 애플리케이션을 이용하여 고객에 의해 추후에 등록될 수 있다. 그 디바이스는 에너지 도메인 서비스(1214)에 저장된 레지스트리(registry)를 통해 무선 전력 네트워크에 등록될 수 있다.
에너지 도메인 서비스(1214)는 하나 이상의 클라우드 기반 서버들일 수 있으며, 각각의 클라우드 기반 서버들은 고객이 구매한 각 무선 전력 디바이스에 대한 레지스트리를 저장하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 클라우드 기반 서버들은, 예를 들어, MySQL, PostgreSQL, SQLite, Microsoft SQL 서버, Microsoft Access, Oracle, SAP, dBASE, FoxPro, IBM DB2, LibreOffice Base, FileMaker Pro 및/또는 데이터의 콜렉션을 조직하는 임의 다른 유형의 데이터베이스와 같은 본 기술에 알려진 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)를 통해 구현될 수 있다. 레지스트리는, 다른 것들 중에서도, 고객의 이름, 고객의 신용 카드, Pay Pal 계좌 또는 임의 다른 지불 방법, 주소 및 무선 전력 디바이스 UUID를 포함할 수 있다. 레지스트리는, 무선 전력 전송기 관리기(1202)가 사업용, 상업용, 시정용(municipal), 정부용, 군대용 또는 가정용인지를 나타낸다. 레지스트리는, 그의 용도에 의거하여, 각 무선 전력 전송기 관리기(1202)마다 다른 액세스 정책들을 포함하며, 예를 들어, 무선 전력 전송기 관리기(1202)가 사업용이면, 고객은 전력 전달이 과금될 것인지 아닌지를 정의할 필요가 있다.
본 실시 예의 다른 측면에 있어서, 무선 전력 수신기(1204)는 무선 전력 전송기 관리기(1202)의 UUID를 저장하는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비휘발성 메모리는, 다른 것들 중에서도, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리, F-RAM(Ferroelectric RAM) 하드 디스크, 플로피 디스크 및 광학 디스크를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1204)는 고객 디바이스(1206)와 페어를 이루거나 고객 디바이스(1206)내에 내장될 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스(1206)는, 다른 것들 중에서도, 랩탑 컴퓨터, 이동 디바이스, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기 및 장난감을 포함할 수 있다. 고객 디바이스(1206)는 공중 애플리케이션 저장부로터 다운로드되어 설치되는 무선 전력 시스템 소프트웨어의 일부로서 그래픽 사용자 인터페이스(1208)(GUI)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 디바이스 데이터베이스(1210)를 포함할 수 있으며, 디바이스 데이터베이스(1210)는 예를 들어, 다른 것들 중에서도, UUID(Univerally Unique Identifier), 일련 번호, 신호 세기, 페어를 이룬 상대측 디바이스의 신원, 고객 디바이스의 전력 스케줄 및 수동 오버라이드(manual override), 고객 디바이스의 과거 및 현재 배향 상태, 배터리 레벨 및 충전 상태, 하드웨어 값 측정, 고장, 에러 및 중대 이벤트들, 이름, 고객의 인증 또는 허가 이름 및 시스템을 구동하는 구성 세부 사항을 저장한다.
무선 전력 전송기 관리기(1202)는 최대 30피트의 범위내에 전력을 송신한다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 무선 전력 전송기 관리기(1202)는, 무선 전력 수신기(1204)가 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, 1208)와 페어를 이루는지를 검출할 목적으로, 그래픽 사용자 인터페이스(1208)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 검출할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기(1202)는, 무선 전력 시스템(1200)내의 각 디바이스 데이터베이스 기록들의 분석을 통해, 무선 전력 수신기(1204)가 무선 전력 네트워크에 있어서 임의 다른 무선 전력 전송기 관리기(1202)보다 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 더 가까운지를 검출한다. 각각의 기록은, 무선 전력 전송기 관리기(1202)와 연관되고 그에 의해 검출되는 각 무선 전력 수신기(1204)의 리스트 및 그의 신호 세기를 포함한다. 그 다음, 무선 전력 수신기(1204)는, 무선 전력 수신기(1204)가 다른 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 보다 가까운 새로운 위치로 이동할 때까지, 분산형 시스템 디바이스 데이터베이스(1210)내의 무선 전력 수신기의 기록을 변경하기 위한 배타적 제어 및 권한을 가진, 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 할당된다. 무선 전력 수신기(1204)가 또 다른 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 보다 가까운 새로운 위치로 변경되면, 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 (무선 전력 수신기(1204)에 대한 제어와 함께) 무선 전력 수신기의 기록을 그의 UUID와 함께 갱신한다.
무선 전력 수신기(1204)가 무선 전력 전송기 관리기(1202)를 이용하여 충전을 시도하면, 무선 전력 전송기 관리기(1202)는, 그것이 무선 전력 수신기(1204)에 전력을 송신하도록 허가받았는지를 에너지 도메인 서비스(1214)로 검증한다. 그러므로, 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 그의 UUID를 요청하기 위해 무선 전력 수신기(1204)와 통신 접속을 수립할 수 있다. 무선 전력 수신기(1204)는 UUID를 무선 전력 전송기 관리기(1202)로 송신할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 에너지 도메인 서비스(1214)와 통신 접속을 수립하고, 그의 UUID와 무선 전력 수신기(1204)의 UUID를 인터넷 클라우드(1212)를 통해 에너지 도메인 서비스(1214)로 송신하는데, 이때, 인터넷 클라우드(1212)는, 예를 들어, 다른 것들 중에서도, 인트라넷, LAN(Local Area Networks), VPN(Virtual Private Networks), WAN(Wide Area Network) 및 인터넷과 같은, 컴퓨터들간의 임의 적당한 접속일 수 있다. 에너지 도메인 서비스(1214)가 무선 전력 전송기의 UUID와 무선 전력 수신기(1204)의 UUID를 수신하면, UUID를 이용하여 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 대한 레지스트리를 점검할 수 있다. 레지스트리는 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 대한 액세스 정책을 포함할 수 있다. 에너지 도메인 서비스(1214)는 액세스 정책을 통해, 무선 전력 전송기 관리기(1214)가 전력을 수신하기 위해 비용을 지불할 필요가 있는지를 판정할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기(1202) 액세스 정책이, UUID를 가진 무선 전력 수신기(1204)가 전력을 수신하기 위해 비용을 지불할 필요가 있다고 진술하면, 에너지 도메인 서비스(1214)는 신용 카드, Pay Pal 또는 다른 지불 방법이 무선 전력 수신기(1204)의 레지스트리내에 표시되어 있는지를 검증할 수 있다. 비용 지불 방법이 무선 전력 수신기(1204)와 연계되면, 에너지 도메인 서비스(1214)는 무선 전력 수신기(1204)에 대한 전력 전달을 허가하는 메시지를 무선 전력 전송기 관리기(1202)로 송신할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 무선 전력 수신기의 소유자의 후속적인 빌링(billing)을 위해 에너지 도메인 서비스(1214)에 에너지 소모 통계를 보고한다. 에너지 소모 통계는 디바이스 데이터베이스(1210)에 저장될 수 있으며, 또한, 에너지 도메인 서비스(1214)에 송신되어 무선 전력 수신기의 레지스트리에 저장될 수 있다.
무료 지불 방법이 무선 전력 수신기(1204)와 연계되면, 에너지 도메인 서비스(1214)는 무선 전력 수신기(1204)에 대한 전력 전달을 거부하는 메시지를 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 송신할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기(1202)의 액세스 정책이, 특정 무선 전력 수신기들(1204)에 무료가 적용될 것으로 진술하면, 에너지 도메인 서비스(1214)는, 무선 전력 수신기(1204)가 무선 전력 전송기 관리기(1202)로부터 전력을 수신하도록 허용받았는지를 확인한다. 무선 전력 수신기(1204)가 무선 전력 전송기 관리기(1202)로부터 전력을 수신하도록 허용받았으면, 에너지 도메인 서비스(1214)는 무선 전력 전송기 관리기(1202)에, 무선 전력 수신기(1204)에 대한 전력 전송을 허가하는 메시지를 송신할 수 있다. 그렇지 않으면, 에너지 도메인 서비스(1214)는 무선 전력 전송기 관리기(1202)에, 무선 전력 수신기(1204)에 대한 전력 전달을 거부하는 메시지를 송신할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 고객은 GUI를 통해, 무선 전력 전송기 관리기(1202)로부터의 충전을 어느 무선 전력 수신기(1204)로 수신할지를 선택할 수 있다. GUI 디바이스에 있어서, 고객은 무선 전력 전송기 관리기(1202) 근처의 각 무선 전력 수신기(1204)를 볼 수 있으며, 그 다음 고객은, 무선 전력 전송기 관리기(1202)로부터의 충전을 어느 무선 전력 수신기(1204)로 수신할지를 선택한다. 이 정보는 디바이스 데이터베이스(1210)에 저장되고, 또한, 에너지 도메인 서비스(1214)에 송신된다.
본 실시 예의 다른 측면에 있어서, 무선 전력 시스템을 소유한 상업적 또는 소매 사업소의 사업주 또는 점원은, GUI 디바이스를 통해, 무선 전력 수신기(1204)를 선택하여, 무선 전력 수신기(1204)의 전력 범위내에서 하나 이상의 무선 전력 전송기 관리기(1202)로부터 전력을 수신할 수 있다. 고객은 사업주 또는 점원에 의해 사업소에서 사전 허가된 무선 전력 수신기(1204)를 제공받을 수 있다. 무선 전력 수신기(1204)는 고객의 디바이스에 부착될 수 있다. 사업주 또는 점원은 GUI 디바이스에 고객의 지불 방법(다른 것들 중에서도, 신용 카드, Pay Pal, 현금)을 특정한다. 즉시, 사업소에 속한 무선 전력 전송기 관리기(1202)는 사전 허가된 무선 전력 수신기(1204)에 부착된 고객 디바이스에 전력을 송신하기 시작한다. 고객은 제공된 전력에 대해 사업소를 대신하여 청구서를 받을 수 있다. 또한, GUI 디바이스에 있어서, 사업주 또는 점원은 무선 전력 수신기(1204)에 의해 수신된 전력과 수신된 전력에 대한 청구액을 볼 수 있을 것이다. 이 정보는 분산형 시스템 디바이스 데이터베이스(1210)에 저장될 수 있으며, 또한, 에너지 도메인 서비스(1214)에 송신될 수 있다.
도 13에는 추가적인 실시 예에 따른, 무선 전력 네트워크내에 무선 전력 수신기의 스마트 등록(1300)을 위한 방법의 흐름도가 도시된다.
무선 전력 네트워크에 있어서, 하나 이상의 무선 전력 전송기 관리기들 및/또는 하나 이상의 무선 전력 수신기들은 다양한 고객 디바이스들에 전력을 공급하는데 이용될 수 있다. 무선 전력 네트워크에 있어서의 각 무선 전력 디바이스는 UUID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 디바이스는, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리기, 무선 전력 수신기, 종단 사용자 휴대형 또는 이동 디바이스들 및 서버들을 포함할 수 있다.
그 방법은, 무선 전력 전송기 관리기가 고객 디바이스를 검출할 때 단계 1302에서 시작할 수 있다. 고객 디바이스는 무선 전력 수신기와 페어를 이룰 수 있으며, 무선 전력 수신기는 고객 디바이스내에 내장될 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스는, 다른 것들 중에서도, 스마트폰, 이동 디바이스, 테이블렛, 음악 재생기 및 장난감 등을 동시에 포함할 수 있다. 고객 디바이스는 공중 애플리케이션 저장부로터 다운로드되어 설치되는 무선 전력 시스템 소프트웨어의 일부로서 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기는, 무선 전력 수신기가 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 페어를 이루는지를 검출할 목적으로, 그래픽 사용자 인터페이스에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 검출할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기는, 무선 전력 시스템내의 각 디바이스 데이터베이스 기록들의 분석을 통해, 무선 전력 수신기가 무선 전력 네트워크에 있어서 임의 다른 무선 전력 전송기 관리기보다 무선 전력 전송기 관리기(1202)에 더 가까운지를 검출한다. 각각의 기록은, 무선 전력 전송기 관리기와 연관되고 그에 의해 검출되는 각 무선 전력 수신기의 리스트 및 그의 신호 세기를 포함한다. 그 다음, 무선 전력 수신기는, 무선 전력 수신기가 다른 무선 전력 전송기 관리기에 보다 가까운 새로운 위치로 이동할 때까지, 분산형 시스템 디바이스 데이터베이스내의 무선 전력 수신기의 기록을 변경하기 위한 배타적 제어 및 권한을 가진, 무선 전력 전송기 관리기에 할당된다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 디바이스 데이터베이스는 모든 네트워크 디바이스들에 대한 정보, 예를 들어, 다른 것들 중에서도, UUID(Univerally Unique Identifier), 일련 번호, 신호 세기, 페어를 이룬 상대측 디바이스의 신원, 고객 디바이스의 전력 스케줄 및 수동 오버라이드(manual override), 고객 디바이스의 과거 및 현재 배향 상태, 배터리 레벨 및 충전 상태, 하드웨어 값 측정, 고장, 에러 및 중대 이벤트들, 이름, 고객의 인증 또는 허가 이름 및 시스템을 구동하는 구성 세부 사항을 저장한다.
무선 전력 전송기 관리기는, 충전을 수신하기 위한 범위내에서 무선 전력 수신기와 통신 접속을 수립할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기는 최대 30피트 범위내에서 전력을 송신할 수 있다.
무선 전력 수신기가 무선 전력 전송기 관리기로부터 충전을 획득하도록 시도하면, 무선 전력 전송기 관리기는, 그것이 무선 전력 수신기에 전력을 송신하도록 허가되었는지를 에너지 도메인 서비스로 검증한다. 그러므로, 무선 전력 전송기는 UUID를 요청하기 위해 무선 전력 수신기와 통신 접속을 수립할 수 있다, 무선 전력 수신기는 UUID를 무선 전력 전송기 관리기로 송신할 수 있다. 무선 전력 전송기는 단계 1904에서 무선 전력 수신기의 UUID를 판독할 수 있다.
에너지 도메인 서비스는 하나 이상의 클라우드 기반 서버들일 수 있으며, 각각의 클라우드 기반 서버들은 고객이 구매한 각 무선 전력 디바이스에 대한 레지스트리를 저장하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 클라우드 기반 서버들은, 예를 들어, MySQL, PostgreSQL, SQLite, Microsoft SQL 서버, Microsoft Access, Oracle, SAP, dBASE, FoxPro, IBM DB2, LibreOffice Base, FileMaker Pro 및/또는 데이터의 콜렉션을 조직하는 임의 다른 유형의 데이터베이스와 같은 본 기술에 알려진 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)를 통해 구현될 수 있다. 레지스트리는, 다른 것들 중에서도, 고객의 이름, 고객의 신용 카드, 주소 및 무선 전력 디바이스 UUID를 포함할 수 있다. 레지스트리는, 무선 전력 전송기 관리기가 사업용, 상업용, 시정용(municipal), 정부용, 군대용 또는 가정용인지를 나타낸다. 레지스트리는, 그의 용도에 의거하여, 각 무선 전력 전송기 관리기마다 다른 액세스 정책들을 포함하며, 예를 들어, 무선 전력 전송기 관리기가 사업용이면, 고객은 전력 전달이 과금될 것인지 아닌지를 정의할 필요가 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 고객이 지닌 각 무선 전력 디바이스는 구매 시점에 등록될 수 있거나, 에너지 도메인 서비스에 통신하는 공중 액세스 가능 웹 페이지 또는 스마트 디바이스 애플리케이션을 이용하여 고객에 의해 추후에 등록될 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기는 단계 1306에서 그의 UUID와 무선 전력 수신기의 UUID를 인터넷 클라우드를 통해 에너지 도메인 서비스로 송신한다. 인터넷 클라우드는, 예를 들어, 다른 것들 중에서도, 인트라넷, LAN(Local Area Networks), VPN(Virtual Private Networks), WAN(Wide Area Network) 및 인터넷과 같은, 컴퓨터들간의 임의 적당한 접속일 수 있다.
에너지 도메인 서비스는, 단계 1308에서, UUID를 이용하여 무선 전력 전송기 관리기에 대한 레지스트리를 점검할 수 있다. 레지스트리는 무선 전력 전송기 관리기에 대한 액세스 정책을 포함할 수 있다.
에너지 도메인 서비스는, 단계 1310에서, 무선 전력 전송기 관리기가 전력을 수신하기 위해 비용을 지불할 필요가 있는지를 액세스 정책을 통해 판정한다.
무선 전력 전송기 관리기의 액세스 정책이, UUID를 가진 무선 전력 수신기가 전력을 수신하기 위해 비용을 지불할 필요가 있다고 진술하면, 단계 1312에서, 에너지 도메인 서비스는 신용 카드, Pay Pal 또는 다른 지불 방법이 무선 전력 수신기의 레지스트리내에 표시되어 있는지를 검증할 수 있다.
비용 지불 방법이 무선 전력 수신기 레지스트리와 연계되면, 단계 1314에서, 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 수신기에 전력 전달을 허가하는 메시지를 무선 전력 전송기 관리기로 송신할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기는, 단계 1316에서, 무선 전력 수신기의 소유자의 후속적인 빌링(billing)을 위해 에너지 도메인 서비스에 에너지 소모 통계를 보고한다. 에너지 소모 통계는 디바이스 데이터베이스에 저장될 수 있으며, 또한, 에너지 도메인 서비스에 송신되어 무선 전력 수신기의 레지스트리에 저장될 수 있다.
무료 지불 방법이 무선 전력 수신기와 연계된 경우, 단계 1318에서, 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 수신기에 대한 전력 전달을 거부하는 메시지를 무선 전력 전송기 관리기에 송신할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기의 액세스 정책이, 무선 전력 전송기 관리기로부터 전력을 획득하려고 시도하고 있는 중인 특정 무선 전력 수신기에 무료가 적용될 것임을 진술하면, 단계 1320에서, 에너지 도메인 서비스는, 무선 전력 수신기가 무선 전력 전송기 관리기로부터 전력을 수신하도록 허용받았는지를 확인한다.
무선 전력 수신기가 무선 전력 전송기 관리기로부터 전력을 수신하도록 허용받았으면, 단계 1314에서, 에너지 도메인 서비스는, 무선 전력 수신기에 대한 전력 전송을 허가하는 메시지를, 무선 전력 전송기 관리기에 송신할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기는, 단계 1316에서, 에너지 도메인 서비스에 에너지 소모 통계를 보고할 수 있다. 에너지 소모 통계는 디바이스 데이터베이스내에 저장될 수 있으며, 에너지 도메인 서비스에 송신되고 무선 전력 수신기의 레지스트리에 저장될 수 있다.
그렇지 않고, 무선 전력 수신기가 무선 전력 전송기로부터 전력을 수신하도록 허용되지 않으면, 단계 1322에서, 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 전송기 관리기에, 무선 전력 수신기에 대한 전력 전달을 거부하는 메시지를 송신할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 고객은 GUI를 통해, 무선 전력 전송기 관리기로부터의 충전을 어느 무선 전력 수신기로 수신할지를 선택할 수 있다. GUI 디바이스에 있어서, 고객은 무선 전력 전송기 관리기 근처의 각 무선 전력 수신기를 볼 수 있으며, 그 다음 고객은, 무선 전력 전송기 관리기로부터의 충전을 어느 무선 전력 수신기로 수신할지를 선택한다. 이 정보는 디바이스 데이터베이스에 저장되고, 또한, 에너지 도메인 서비스에 송신된다.
예시들
예시 #1은 도 12에 도시된 것들과 유사한 구성 요소를 가진 무선 전력 네트워크이다. 고객은 그/그녀의 집에 무선 전력 전송기 관리기를 가질 수 있다. 고객은 풋볼 게임을 시청하기 위해 3명의 친구들을 초대한다. 3명의 친구들 중 2명은 그들의 셀전화기와 페어를 이루는 무선 전력 수신기 커버(wireless power receiver cover)를 가진다. 2개의 무선 전력 수신기들이 무선 전력 전송기 관리기의 범위내에 있으면, 그들은, 그들이 전력을 수신하기 위한 범위내에 있음을 나타내는 메시지를 무선 전력 전송기 관리기로부터 수신한다. 무선 전력 수신기들 중 하나는 무선 전력 전송기 관리기로부터 전력을 획득하려고 시도할 수 있지만, 먼저, 무선 전력 전송기 관리기는, 무선 전력 수신기가 전력을 수신하도록 허가받았는지를 검증한다. 그러므로, 무선 전력 전송기 관리기는 그 자신의 UUID와 무선 전력 수신기의 UUID를 에너지 도메인 서비스에 송신한다. 에너지 도메인 서비스는, 무선 전력 전송기 관리기를 사용하는 것에 대해 청구 요금이 적용되어야 하는지를 판정하기 위해 무선 전력 전송기 관리기에 대한 액세스 정책을 검증한다. 무선 전력 전송기 관리기에 대한 액세스 정책은, 무선 전력 전력 전송기 관리기를 사용하는 것에 대해 무료가 적용되고, 어떠한 전력 수신기도 그것으로부터 충전을 수신할 수 있음을 나타낼 수 있다. 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 수신기 레지스트리를 검증하고, 그 다음 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 전송기 관리기가 무선 전력 수신기에 전력을 송신하도록 허가한다.
예시 #2는 도 12에 도시된 것들과 유사한 구성 요소들을 가진 무선 전력 네트워크이다. 식당이 무선 전력 수신기 관리기를 가질 수 있다. 식당내의 고객은 무선 전력 수신기 커버를 가진 셀전화기를 가진다. 고객이 저녁 식사를 하면서 그/그녀의 셀 전화기를 충전하기를 원할 수 있다. 고객이 무선 전력 전송기 관리기를 이용하여 그/그녀의 셀 전화기를 충전하고자 시도하며, 무전 전력 전송기 관리기는, 무선 전력 수신기가 전력을 수신하도록 허가받았는지를 검증할 필요가 있다. 그러므로, 무선 전력 전송기 관리기는 그 자신의 UUID와 무선 전력 수신기의 UUID를 에너지 도메인 서비스에 송신할 수 있다. 에너지 도메인 서비스는, 무선 전력 전송기 관리기를 사용하는 것에 대해 청구 요금이 적용되어야 하는지를 판정하기 위해, 무선 전력 전송기 관리기에 대한 액세스 정책을 검증할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기에 대한 액세스 정책이, 무선 전력 전송기 관리기를 사용하는 것에 대해 과금이 적용될 것임을 나타낼 수 있다. 그러면, 에너지 도메인 서비스는, 신용 카드와 같은 지불 방법 또는 다른 방법이 무선 전력 수신기와 연계되어 있는지를 판정하기 위해 무선 전력 레지스터를 검증할 수 있다. 지불 방법이 레지스트리 파일상에 있으면, 에너지 도메인 서비스는 무선 전력 전송기 관리기가 무선 전력 수신기에 전력을 송신하도록 허가한다. 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기에 송신된 전력량을 추적한다. 이 정보는 디바이스에 데이터베이스내에 저장되고, 또한, 식당을 대신하여 청구서를 생성하도록 에너지 도메인 서비스에 전송될 수 있다.
Ⅲ. 다수의 전송기들로부터의 전력 전달의 관리
A. 무선 전력 전송기 관리기들간의 통신을 제어하는 시스템 및 방법
도 14에는 전송기 통신 천이(1400)가 도시되는데, 본 명세서에서 이용된 전송기 통신 천이는 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서 하나의 무선 전력 전송기에서 다른 무선 전력 전송기로의 무선 전력 수신기와의 통신 천이를 지칭한다. 전송기 통신 천이에 수반되는 통신은, 단방향 통신, 양방향 통신 및 전력의 무선 전달 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 전송기 통신 천이는, 특히, 하나의 무선 전력 전송기 관리기에서 다른 무선 전력 전송기 관리기로의 무선 전력 수신기와의 통신 천이를 지칭한다.
무선 전력 전송 시스템에 있어서, 다수의 무선 전력 전송기 관리기들 및/또는 다수의 무선 전력 수신기들은 여러 고객 디바이스들(1402)에 전력을 공급하는데 이용될 수 있다. 무선 전력 수신기(1404)는 고객 디바이스(1402)와 페어를 이루거나 고객 디바이스(1402)내에 내장될 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스(1402)는, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기, 장난감등을 동시에 포함할 수 있다. 고객 디바이스(1402)는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템에 있어서 각 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기(1404)와 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 수신할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템에 있어서 각 무선 전력 전송기 관리기는 디바이스 데이터베이스(1410)를 포함할 수 있다. 디바이스 데이터베이스(1410)는 무선 전력 전송기 관리기에 가까운 무선 전력 전송 시스템에 있어서의 각 고객 디바이스(1402)에 대한, 고객 디바이스의 전력 스케줄, 고객 디바이스의 상태, 이름, 고객의 서명 이름 및 시스템을 구동하는 세부 사항을 저장할 수 있다. 디바이스 데이터베이스(1410)는, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리기, 무선 전력 수신기들, 종단 사용자 휴대형 디바이스 및 서버들과 같은 모든 시스템 디바이스들에 대한 정보를 저장할 수 있다.
Wi-Fi 접속(1412)은, 다른 것들 중에서도, 디바이스 데이터베이스의 전력 기록들, 품질 제어 정보 통계 및 문제점 보고를 시스템 디바이스들간에 공유하기 위해 무선 전력 전송기 관리기 1(1406)과 무선 전력 전송기 관리기 2(1408)간에 수립된다.
각각의 무선 전력 전송기 관리기는 시스템에 있어서 모든 움직임에 대한 정보를 포함하는 무선 에너지 영역 모델을 생성할 수 있다. 또한, 이 정보는 디바이스 데이터베이스(1410)에 저장될 수 있다. 무선 에너지 영역 모델은 전송기 통신 천이, 즉, 무선 전력 전송기 관리기 1(1406)에서 무선 전력 전송기 관리기 2(1408)로의 통신 및 전력 전달의 천이에 이용될 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스(1402)가 무선 전력 전송기 관리기 1(1406)로부터 멀리 및 무선 전력 전송기 관리기 2(1408)에 가까이 이동하면, 이 움직임은 무선 에너지 영역 모델에 등록될 수 있다.
본 실시 예의 다른 측면에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기들은 175피트 내지 30피트간의 범위내에서 전력을 전달할 수 있지만, 단지 무선 전력 전송기 관리기만이 무선 전력 전송기의 전력 기록의 제어와 함께 특정 무선 전력 수신기에 전력을 전송할 수 있다. 또한, 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기의 전력 기록을 공유할 수 있지만, 무선 전력 전송기 관리기만이, 무선 전력 수신기의 전력 기록의 제어와 함께, 전력 기록에 대해 디바이스 데이터베이스(1410)내에 저장된 정보를 변경할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 무선 전력 전송기 관리기는 고객 디바이스에 대한 전력 전달을 제어하기 위해 2가지 조건들을 충족시킬 필요가 있다. 고객 디바이스의 신호 세기 임계치는, 최소 시간 동안, 모든 다른 무선 전력 전송기 관리기에 의해 측정된 신호 세기의 사전 결정된 백분율보다 상당히 커야만 하는데, 이때, 사전 결정된 백분율은 통상적으로 1700% 보다 훨씬 높다. 예를 들어, 사전 결정된 백분율이 400%인 경우, 신호 세기 임계치는 405%보다 더 커야 한다. 다수의 무선 전력 전송기 관리기가 주어진 무선 전력 수신기와 통신하고 그에 전력을 전달하기 위한 범위내에 있으면, 단지 가장 가까운 무선 전력 전송기 관리기 또는 무선 전력 수신기에 가장 가까운 마지막 무선 전력 전송기 관리기만이 디바이스 데이터베이스(1410)내의 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제어하지만, 각 무선 전력 전송기 관리기는 전력 기록에 대한 전력을 개별적으로 및 동시에 전달할 수 있다. 이 경우, 다수의 무선 전력 전송기 관리기들간에 무선 전력 수신기와의 통신이 시차별(time-phased)(시공유)로 이루어지며, 그에 따라 각각은 무선 전력 수신기가 이동중인 경우에, 그의 3D-위치를 추적할 수 있다.
본 실시 예의 다른 측면에 있어서, 무선 전력 전송기 관리기 1(1406)과 무선 전력 전송기 관리기 2(1408)는 클라우드(1414)를 통해 고객 디바이스의 정보를 공유할 수 있다. 2개의 무선 전력 전송기 관리기들 모두는 네트워크 접속을 통해 클라우드(1414)에 접속된다(도 14에 도시되지 않음). 네트워크 접속은, 다른 것들 중에서도, 예를 들어, 인트라넷, LAN(Local Area Networks), VPN(Virtual Private Networks), WAN(Wireless Area Networks) 및 인터넷과 같은, 컴퓨터들간의 임의 적당한 접속을 지칭할 수 있다. 클라우드(1414)는 다른 것들 중에서도 품질 제어 정보, 통계, 문제 보고들을 시스템 디바이스간에 공유하는데 이용될 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 서버(1416)는 무선 전력 전송 시스템에 있어서 모든 무선 전력 전송기 관리기에 의해 공유되는 디바이스 데이터베이스(1410)의 백업(backup)으로서 클라우드(1414)에 접속될 수 있다.
도 15에는, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 하나의 무선 전력 전송기 관리기에서 다른 무선 전력 전송기 관리기로의 전송기 통신 천이의 흐름도(1500)가 도시된다.
2개의 무선 전력 전송기 관리기들을 가진 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 단계 1502에서, 무선 전력 수신기가 하나의 무선 전력 전송기 관리기로부터 멀리 및 다른 무선 전력 전송기 관리기에 가까이 이동할 때 프로세스가 시작될 수 있다. 고객 디바이스는, 무선 전력 디바이스와 페어를 이룰 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스들은, 다른 것들 중에서도, 스마트폰, 테이블렛, 음악 재생기 및 장난감을 포함할 수 있다. 고객 디바이스는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기와 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 수신할 수 있다.
후속적으로, 2개의 무선 전력 전송기 관리기들은, 단계 1504에서, 각 전송기 관리기에 의해 측정된 고객 디바이스의 신호 세기에 따라 디바이스 데이터베이스를 갱신할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템에 있어서 각 무선 전력 전송기 관리기는 디바이스 데이터베이스를 포함할 수 있다. 디바이스 데이터베이스는 주어진 무선 전력 전송기 관리기에 가까운 무선 전력 전송 시스템에 있어서의 각 고객 디바이스에 대한, 고객 디바이스의 전력 스케줄, 고객 디바이스의 상태, 이름, 고객의 서명 이름 및 시스템을 구동하는 세부 사항을 저장할 수 있다. 디바이스 데이터베이스는, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리기, 무선 전력 수신기들, 종단 사용자 휴대형 디바이스 및 서버들과 같은 모든 시스템 디바이스들에 대한 정보를 저장할 수 있다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 단지 무선 전력 전송기 관리기만이 무선 전력 전송기의 전력 기록의 제어와 함께 특정 무선 전력 수신기에 전력을 전송할 수 있다. 또한, 시스템에 있어서 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기의 전력 기록을 공유할 수 있지만, 무선 전력 전송기 관리기만이, 무선 전력 수신기의 전력 기록의 제어와 함께, 전력 기록에 대해 디바이스 데이터베이스내에 저장된 정보를 변경할 수 있다.
2개의 무선 전력 전송기 관리기들은, 단계 1506에서, 고객 디바이스로부터 가장 강한 신호 세기를 수신하는 것이 그들 중 어느 것인지를 결정한다.
본 실시 예의 일부 측면에 따르면, 무선 전력 전송기 관리기는 고객 디바이스에 대한 전력 전달을 제어하기 위해 2가지 조건들을 충족시킬 필요가 있다. 고객 디바이스의 신호 세기 임계치는, 최소 시간 동안, 모든 다른 무선 전력 전송기 관리기에 의해 측정된 신호 세기의 사전 결정된 백분율보다 상당히 커야만 하는데, 이때, 사전 결정된 백분율은 통상적으로 1700% 보다 훨씬 높다. 예를 들어, 사전 결정된 백분율이 400%인 경우, 신호 세기 임계치는 405%보다 더 커야 한다. 다수의 무선 전력 전송기 관리기가 주어진 무선 전력 수신기와 통신하고 그에 전력을 전달하기 위한 범위내에 있으면, 단지 가장 가까운 무선 전력 전송기 관리기 또는 무선 전력 수신기에 가장 가까운 마지막 무선 전력 전송기 관리기만이 디바이스 데이터베이스내의 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제어하지만, 각 무선 전력 전송기 관리기는 전력 기록에 대한 전력을 개별적으로 및 동시에 전달할 수 있다. 이 경우, 다수의 무선 전력 전송기 관리기들간에 무선 전력 수신기와의 통신이 시차별(time-phased)(시공유)로 이루어지며, 그에 따라 각각은 무선 전력 수신기가 이동중인 경우에, 그의 3D-위치를 추적할 수 있다.
고객 디바이스로부터 가장 강한 신호 세기를 우선적으로 수신하는 무선 전력 전송기 관리기는, 단계 1508에서, 고객 디바이스의 신호 세기가 최소 시간동안 사전 결정된 백분율보다 훨씬 크게(예를 들어, 400%의 사전 결정된 백분율의 경우, 405%보다 더 크게) 되었는지를 검증한다.
단계 1510에서, 최소 시간동안, 고객 디바이스로부터 가장 강한 신호 세기를 먼저 수신한 무선 전력 전송기 관리기가 무선 전력 수신기의 전력 기록 및 전력 전달의 제어를 개시한다.
도 16에는, 실시 예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 하나의 무선 전력 전송기 관리기에서 다른 전력 전송기 관리기로의 전송기 통신 천이의 예시적인 실시 예(1600)가 도시된다.
무선 전력 전송 시스템(1608)에 있어서, 다수의 무선 전력 전송기 관리기들 및/또는 다수의 무선 전력 수신기들은 다양한 고객 디바이스들에 전력을 공급하는데 이용될 수 있다.
예시적인 실시 예(1600)로서, 2개의 무선 전력 전송기 관리기들은 다른 방에 있을 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 룸 B에 배치될 수 있고, 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)는 룸 A에 배치될 수 있다. 룸 A 및 B는 서로 이웃할 수 있다.
무선 전력 수신기(1606)는 룸 B에 배치될 수 있으며, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)로부터의 전력 전달을 수신할 수 있다. 고객 디바이스는 무선 전력 수신기(1606)와 페어를 이룰 수 있다. 예를 들어, 고객 디바이스는, 스마트폰, 테이블 렛, 음악 재생기, 장난감등을 동시에 포함할 수 있다. 고객 디바이스는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다.
고객 디바이스에 근접한 각 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기(1606)와 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 의해 방출된 광고로부터 고객 디바이스의 신호 세기를 수신할 수 있다.
전력 전송 시스템(1608)에 있어서의 각 무선 전력 전송기 관리기는 디바이스 데이터베이스를 가질 수 있다. 디바이스 데이터베이스는, 임의 무선 전력 전송기 관리기에 가까운 전력 전송 시스템(1608)에 있어서의 각 고객 디바이스에 대한, 고객 디바이스의 전력 스케줄, 고객 디바이스의 상태, 이름, 고객 서명 이름 및 시스템을 구동하는 세부 사항을 저장할 수 있다. 디바이스 데이터베이스는, 다른 것들 중에서도, 무선 전력 전송기 관리기들, 무선 전력 수신기들, 종단 사용자 휴대형 디바이스 및 서버들과 같은, 모든 시스템 디바이스들에 대한 정보를 저장할 수 있다.
각각의 무선 전력 전송기 관리기는 시스템에 있어서 모든 움직임에 대한 정보를 포함하는 무선 에너지 영역 모델을 생성할 수 있다. 또한, 이 정보는 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)에서 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)로의 통신 전달의 제어를 수반하는 전송기 통신 천이를 달성하는데 이용될 수 있다. 무선 에너지는 각 무선 전력 전송기 관리기에 대한 대응하는 디바이스 데이터베이스에 저장될 수 있다.
무선 전력 수신기(1606)가 룸 B에서 룸 A로 이동하기 시작하면, 고객 디바이스의 신호 세기 임계치가 모든 다른 무선 전력 전송기 관리기에 의해 측정된 신호 세기의 400%보다 훨씬 더 클 경우, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은, 무선 전력 전송기의 전력 기록 및 무선 전력 수신기(1606)에 대한 전력 전달을 제어한다. 예를 들어, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)이 고객 디바이스로부터 230% 신호 세기를 수신하면, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 전력 전달 및 무선 전력 수신기의 전력 기록을 여전히 제어할 수 있다.
무선 전력 수신기((1606)가 계속 룸 A를 향해 이동하지만, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)가 고객 디바이스로부터 410% 신호 세기를 수신하면, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 전력 전달 및 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제어한다.
무선 전력 수신기(1606)는 룸 A와 룸 B간의 중간까지 이동할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)과 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)가 고객 디바이스로부터 400% 신호 세기를 수신하면, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 여전히 전력 전달 및 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제어할 것이다.
무선 전력 수신기(1606)는 계속 룸 A를 향해 이동한다. 최소 시간 동안, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)이 고객 디바이스로부터 40% 또는 45% 신호 세기를 수신하고 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)가 고객 디바이스로부터 405% 또는 410% 신호 세기를 수신할 경우, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 전송기 통신 천이를 달성하여 전력 전달의 제어를 전달하고, 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)로 무선 전력 수신기의 전력 기록을 제공할 수 있다. 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)는 전력 전달 및 무선 수신기의 전력 기록을 제어할 수 있다.
무선 전력 수신기(1606)가 룸 A에서 룸 B로 다시 이동하면, 신호 세기가 최소 시간 동안 45% 이하로 떨어질 때 까지, 무선 전력 전송기 관리기 2(1604)는 무선 전력 수신기(1606)에 대한 전력 전달을 제어한다. 고객 디바이스의 신호 세기가 최소 시간동안 405% 이상에 도달할 때 까지, 무선 전력 전송기 관리기 1(1602)은 전력 전달을 제어할 수 있다.
예시들
예시 #1은 도 14에 도시된 시스템의 애플리케이션이다. 제 1 무선 전력 전송기 관리기는 거실에 배치될 수 있고, 제 2 무선 전력 전송기 관리기는 침실에 배치될 수 있다. 고객은 거실에서 텔레비전을 시청하고 있는 중일 수 있고, 그와 동시에, 거실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기를 이용하여 그의 셀 전화기를 변경하고 있는 중일 수 있다. 고객의 셀 전화기는 무선 전력 수신기와 페어를 이룰 수 있다. 거실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기와 침실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기는 무선 전력 수신기와 셀 전화기의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 의해 방출된 광고로부터 고객 셀 전화기의 신호 세기를 수신할 수 있다. 고객은 그의 셀 전화기를 휴대한 채 취침하러 갈 수 있다. 고객의 셀 전화기는, 고객의 셀 전화기의 신호 세기가 45% 이하로 떨어질 때까지, 거실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기를 이용하여 계속 충전하고 있을 수 있다. 거실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기에 대해 셀 전화기의 신호 세기가 45% 이하로 떨어지면, 침실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기는, 최소 시간동안 405% 이상의 신호 세기를 수신한 후, 전력 전달 차단 없이 전력 전달을 제어할 수 있다. 고객의 셀 전화기는 침실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기를 이용하여 계속 충전할 수 있다. 거실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기와 침실에 배치된 무선 전력 전송기 관리기간의 전송기 통신 천이가 고객에 의해 통지되지 않을 수 있다.
B. 전송기의 클러스터 관리
무선 전력 관리 시스템은, 소정 위치에서 다수의 전송기들 또는 전송기들의 클러스터의 클러스터 관리를 제공하여, 전송기들의 클러스터내의 둘 이상의 전송기들로부터 전력 수신기로 전력 전달을 도모할 수 있다. 다수의 전송기들의 클러스터 관리에 있어서, 전송기 통신 천이는, 다수의 전송기들 또는 전송기들의 클러스터내의 하나의 무선 전력 전송기로부터 다른 무선 전력 전송기로, 무선 전력 수신기와의 통신의 천이를 지칭한다. 전송기 통신 천이에 수반되는 통신은 단방향 통신, 양방향 통신 및 전력의 무선 전달 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 전송기 통신 천이는, 특히, 다수의 전송기들 또는 전송기들의 클러스터내의 하나의 무선 전력 전송기 관리기에서 다른 무선 전력 전송기 관리기로의, 무선 전력 수신기와의 통신의 천이를 지칭한다. 일 실시 예에 있어서, 전송기 통신 천이는, 전송 수신기와 연계된 이동 디바이스가 전송기 클러스터 위치로 이동하거나 그 위치로부터 이동하거나 그 위치 내에서 이동함에 따라, 이루어진다.
예시적인 전송기 및 수신기 실시 예에 있어서, 수신기는 이동 전화기와 같은 디바이스에 내장되거나 그와 결합된다. 이하에 설명할 실시 예에 있어서, 전송기와 수신기간의 상태 통신은 BLE 무선 통신 프로토콜을 이용하여 호스팅된다. BLE는 전송기들과 수신기들간의 상태 통신을 호스팅할 수 있는 광범위한 무선 통신 프로토콜들(예를 들어 Wi-Fi(IEEE 23A02.11), NFC(Near Field Communication), RFIC(Radio Frequency Identification), iBeacon)의 예시이며, 본 전송기 클러스터 관리 방법은 특정 상태 통신 프로토콜에 국한되지 않는다. 전송기 및 수신기의 각각은 BLE(Bluetooth Low Energy) 프로세서를 가진다. 용도에 있어서, 전송기의 BLE 프로세서는 블루투스 디바이스들을 스캔한다. 수신기의 블루투스 프로세서에 전원 인가되면, 그것은 그것이 블루투스 디바이스임을 광고하기 시작한다. 그 광고는 고유 식별자를 포함하며, 따라서 전송기가 광고를 스캔할 때, 그것은 범위내의 모든 다른 블루투스 디바이스들로부터 수신기의 광고를 구별할 수 있게 된다. 이러한 식별에 응답하여, 전송기들은 수신기와의 통신 접속을 즉시 형성하고, 수신기에 명령할 것이다.
전송기와 수신기간에 BLE 통신 접속을 형성한 후, 전송기는 (예를 들어, 초당 3400회의 속도로) 수신기에 전력 전달 신호들의 송신을 개시하고, 수신기는 전송기에 전압 샘플 측정치들을 송신한다. 전송기는, 최대 전압 레벨을 달성할 때까지, 위상 및 이득에 있어서의 전송기의 안테나의 구성을 가변시키면서 이들 전압 측정치를 분석한다. 수신기 둘레의 포켓에서는 이 레벨에서 최대 에너지가 존재한다. 무선 전력 전달 관리 시스템은, 전송기로부터 상태 및 이용 데이터를 계속적으로 수신하며, 시스템내의 모든 다른 전송기들 및 수신기들과 그러했던 것처럼, 전송기를 통해, 수신기로부터 상태 및 이용 정보를 획득한다. 예를 들어, 에너지 수확에 적용된 것과 같이, 수신기는 초당 1회씩 갱신된 에너지 수확값을 전송기에 통신한다. 전송기는 수신기로부터 및 그와 통신하는 임의 다른 수신기로부터 에너지 수확값과 같은 데이터를 축적한다. 주기적으로, 전송기는 축적된 에너지 정보를 무선 전력 관리 시스템에 업로드시킨다.
본 전송기 클러스터 관리 방법은, 다수의 전송기들 또는 전송기들의 클러스터가 포켓 형성을 이용하여 소정 위치에 있는 주어진 수신기에 전력을 제공하는 상황을 다룬다. 2 이상의 전송기들에 의해 수신기에 형성된 다수의 포켓들이 그 수신기에 대한 제어 또는 전력 전달 효율을 개선함에 따라, 2 이상의 전송기들은 주어진 수신기에서의 포켓 형성을 위한 절차를 실행한다.
다수의 전송기들로 주어진 수신기에 전력을 전달하는데 있어서, 각 전송기는, 단일 전송기와 수신기간의 전력 전달에 적용되는 동일한 일반적인 통신 절차를 실행할 것이다. 각각의 전송기와 수신기간에 BLE 통신 접속을 형성한 후, 전송기는 수신기에 전력 전달 신호들을 송신하기 시작하고(예를 들어, 초당 3400회), 수신기는 전송기에 전압 샘플 측정치들을 송신한다. 다수의 전송기들의 각각은 최대 전압 레벨을 달성할 때까지, 위상 및 이득에 있어서의 전송기 안테나의 구성을 가변시키면서 전압 측정치를 분석한다. 수신기 둘레의 각 전송기에 의해 형성된 포켓에서는 이 레벨에서 최대 에너지가 존재한다. 수신기에 전력 전달을 실행하고 있는 중인 각 전송기는 수신기에 대한 축적 에너지 정보와 다른 상태 및 이용 정보를 무선 전력 관리 시스템에 주기적으로 통신한다.
도 17에는 수신기(RX)에 전력 전달을 도모하기 위해, 소정 위치에 있는 다수의 전송기들(TX) 또는 전송기들의 클러스터의 클러스터 관리의 단계들이 도시된다. 초기 단계 1701에서, 수신기(RX)는 클러스터 내의 전송기(TX)와 통신을 수립한다. 수신기(RX)와 통신을 수립할 때, 전송기(TX)는 새롭게 식별된 전력 수신기(RX)의 고유 식별자를 무선 전력 관리 시스템에 통신한다. 일 실시 예에 있어서, 전송기(TX)는 전송기들의 클러스터에 대한 통신을 관리하도록 지정되었던 마스터 전송기이다. 단계 1703에서, 무선 전력 관리 시스템은, 수신기(RX)에 전력을 전달하기 위해 그 위치에 있는 클러스터내의 어느 전송기가 이용 가능한지를 판정한다.
일 실시 예에 있어서, 이용 가능 전송기(TX)는, 수신기(RX)에 전력을 전달할 수 있는 클러스터내의 임의 전송기를 포함할 수 있으며, 그 임의 전송기는 관리 시스템에 보고된 수신기의 범위내의 단계 1701의 전송기 및 임의 다른 TX를 포함한다. 하나 이상의 무선 전력 전송기들은, 블루투스 로우 에너지등을 포함하는, 적당한 통신 기술을 이용하여 통신 접속을 수립하기에 충분히 가까운, 임의 단일 무선 전력 수신기에 전력을 자동으로 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기는 전기적으로 접속된 고객 디바이스에 전력을 공급하거나 그를 충전할 수 있다.
그러나, 이것은 일부 위치들에 전송기들의 클러스터를 가진 경우가 아닐 수 있다. 그 시스템은, 자동 시-기반 스케줄링된 전력 전송을 위한 시간 또는 때, 무선 전력 수신기 물리적 위치, 고객 디바이스의 소유자 또는 다른 적당한 조건들 및/또는 기준과 같은 특정 시스템 기준 또는 조건들에 의거하여, 특정 무선 전력 수신기에만 전력을 전송하도록 무선 전력 관리 시스템에 의해 구성될 수 있다. 예를 들어, 전송기들의 클러스터의 전송기(TX)는 특정 사용자의 하나 이상의 디바이스에 전용으로 전력을 공급할 수 있으며, 다른 디바이스 및 수신기는 그 전송기로부터 전력을 수신하도록 허가되지 않는다. 이하의 설명에 있어서, 이용 가능한 전송기들 또는 주어진 수신기에 이용할 수 있는 전송기들에 대한 참조는, 그 수신기의 전력 전달 범위내에 있는 전송기들을 의미하며, 또한, 무선 전력 관리 시스템에 기록된 특정 시스템 기준 또는 조건에 있어서 전송기 이용에 대한 임의 제한과 같은, 모든 다른 고려 사항들에 기초하여 그 수신기에 전력을 전달하는데 이용될 수 있는 전송기들을 의미한다.
단계 1705에서, 2 이상의 전송기들(TX)은 수신기(RX)에 전력을 전달하는데 이용될 수 있다고 간주한다. 이 단계에서, 2 이상의 전송기들은, 단지 하나의 전송기(TX)만이 한번에 수신기(RX)와 통신할 수 있다는 실시 예에서 수신기(RX)와의 통신(예를 들어, Bluetooth® 통신)을 조정한다. 이하에서 설명할 실시 예에 있어서, 마스터 전송기로서 선택된, 2 이상의 전송기들 중 하나에 의해 통신이 조정된다. 단계 1707에서, 이용 가능 전송기(TX)는 단계 1705에서의 통신의 조정에 따라, 수신기(RX)에 전력을 전달한다. 단계 1709에서, 관리 시스템은 수신기(RX)와 통신 중인 전송기들의 클러스터내의 전송기 통신 천이를 검출하다. 이 전송기 통신 천이는 (예를 들어, 그 전송기의 범위 밖으로 이동하는 수신기(RX)로 인해) 이용 가능 전송기들 중 하나가 수신기(RX)와의 통신을 중단하는 것, 새로운 전송기(TX)가 수신기(RX)와 통신을 수립하는 것, 또는 그러한 중단 및 수립의 조합을 수반할 수 있다. 전형적으로, 이러한 이벤트에 있어서, 전송기 통신 천이는, 그 천이가 이러한 클러스터 관리 방법의 단계 1703 내지 1709를 반복한 후 이용할 수 있는 전송기와, 전력 전달 관리 시스템 및 클러스터에 있어서의 전송기들에 대한 수신기(RX)의 모든 접속의 종료를 수반한다.
도 18에는, 전송기들 TX1(1806), TX2(1808) 및 TX3(1810)을 포함하는 위치(1804)를 통해 진입하고 여행하는 수중에 이동 전화를 가진 사용자의 경로(1802)가 도시된다. 디바이스와 수신기(1802)가 노드 A→B→C→D→E→F를 통해 경로(1802)를 여행함에 따라, 전송기들 TX1(1806), TX2(1808) 및 TX3(1810)은 이하의 전송기 통신 천이를 한다. (A) TX1(1806)은 수신기를 검출하고 전력 전송을 시작한다; (B) 수신기는 전력 전달을 중지하는, TX1(1806)의 범위 밖으로 이동한다. TX2(1808)는 수신기를 검출하고 전력 전달을 시작한다; (C) 수신기는 전력 전달을 중지하는, TX2(1808)의 범위 밖으로 이동한다. TX3(1810)은 수신기를 검출하고 전력 전달을 시작한다; (D) 수신기는 전력 전달을 계속하는, TX3(1810)의 범위내에 잔류한다. TX1(1806)은 수신기를 검출하고 전력 전달을 시작한다; (E) 수신기는 전력 전달을 계속하는, TX1(1806)과 TX3(1810)의 범위내에 잔류한다. TX2(1808)는 수신기를 검출하고 전력 전달을 재개하며, 그에 따라, 3개의 전송기 모두가 전력을 전달하게 된다; (F) 수신기는 전력 전달을 중지하는, TX3(1810)의 범위 밖으로 이동한다. 수신기는, 전력 전달을 계속하는, TX1(1806)과 TX2(1808)의 범위내에 잔류한다.
다수의 무선 전력 전송기들이 전송기와 수신기간의 BLE 통신을 이용하여 단일 수신기에 전력 전달을 실행하고 있는 중일 때, 무선 전력 전송기에 내장된 하나 이상의 무선 전력 전송기 관리기는 각 전송기와 수신기간의 통신을 조정한다. 블루투스 프로토콜들은, 무선 전력 수신기와 다수의 무선 전력 전송기들간에 한번에 하나의 통신 접속만을 허용한다. 무선 전력 전송기 관리기내의 무선 전력 관리기 애플리케이션 소프트웨어는 다수의 무선 전력 전송기들(무선 전력 전송기 클러스터)의 통신 관리기들간의 통신을 조정하기 위한, 명령어 세트 및/또는 알고리즘으로서 루틴(routine)을 실행할 수 있다. 이 루틴은 전력 수신기와의, 각 무선 전력 전송기들의 동시 통신을 조정한다. 무선 전력 전송기들의 클러스터 관리의 설명에 이용된 바와 같이, 동시는, 적어도 2개의 무선 전력 전송기들이 동일한 일반 시기간동안 전력 수신기와 통신하는 것을 의미하지만, 2 이상의 무선 전력 전송기가 정확히 동시에 전력 수신기와 통신하는 것을 의미하는 것은 아니다. 실시 예에 있어서, 무선 전력 관리기 애플리케이션에 의해 실행되는 루틴은 적어도 2개의 무선 전력 전송기들과 전력 수신기간의 동시 통신의 TDM(Time Division Multiplexing)을 채용한다.
중앙 제어 방법을 수반하는 일 실시 예에 있어서, 무선 전력 관리 시스템은 마스터 전송기로서 전송기들 중 하나를 선택한다. 마스터 전송기는, 수신기에 대한 전력 전달을 실행하고 있는 다수의 전송기들간의 수신기와의 통신 순서 및 타이밍을 제어한다. 다수의 전송기들 간의 분산 제어를 수반하는 통신을 조정하는 방법들과 같이, 이러한 중앙 제어 방법 외에, 통신을 조정하는 대안적인 방법들이 가능하다.
도 19에 도시된 시스템(1902)에 있어서, 다수의 전송기들 TX1(1904), TX2(1906) 및 TX3(1908)의 각각 또는 그 전송기들의 클러스터는, Wi-Fi 또는 이더넷과 같은 기업 버스(1910)와 접속된다. 시스템(1902)이 설치될 때, 그것은 근거리 네트워크 서브넷(subnet)을 통해 네트워크 제어를 위해 구성된다. 전송기 TX1(1904) 및 TX3(1908)은 Wi-Fi에 의해 LAN(1910)에 접속되며, TX2(1906)는 이더넷에 의해 접속된다. 1912에 액세스 포인트가 포함된다. 따라서, 전송기들은, TCP/IP 근거리 서브넷을 통해 통신을 교환함으로써, TCP 소켓들을 이용하여 확실한 통신을 보장할 수 있다. 이러한 구조는 전송기들이 UDP(User Datagram Protocol)와 같은 인터넷 프로토콜을 이용하여 정보를 방송할 수 있게 하며, 그에 따라 블루투스 광고와 유사한 통신을 제공한다.
전송기들 TX1(1904), TX2(1906) 및 TX3(1908)에 전원 인가되면, 전송기들의각각은 전송기를 식별하는 그의 IP 어드레스 및 다른 정보를 포함하는 메시지를 네트워크를 통해 규칙적으로 방송하기 시작한다. 네트워크내의 각 전송기는 다른 전송기들의 방송에 대한 액세스를 가지며, 각 전송기는 마스터 전송기로서 전송기들 중 하나의 신원을 포함하는, 네트워크의 모든 전송기들의 리스트를 구축한다. 중앙 제어의 제 1 실시 예에 있어서, 시스템은 가장 낮은 IP 번호를 가진 전송기, 본 명세서에서는 IP 어드레스 192.168.000.3을 가진 TX3으로서 도시된 전송기를 마스터 전송기로서 식별한다. 마스터 전송기에 의한 전송기-수신기 통신의 중앙 제어의 일반적인 방식내에서, 가장 낮은 IP 번호 이외의 다른 알고리즘이 마스터 전송기를 판정하는데 이용될 수 있다.
그 시스템은 이 절차를 규칙적으로 반복하는데, 그에 따라, 마스터 전송기 TX3이 오프 라인(off line)으로 가면, 잔여 전송기들이 재 계산하여 잔여 전송기들 중 하나를 마스터로서 할당한다. 다른 전송기들이 주어진 시 기간(예를 들어, 15초)내에 마스터 전송기로부터 UDP 방송 메시지를 찾지 못하면, 이들 잔여 전송기들은 적용 가능 알고리즘(본 실시 예에서는, 가장 낮은 IP 번호)에 기초하여 이용 가능 전송기들의 리스트를 재계산하고, 잔여 전송기들 중 하나를 마스터로서 할당한다.
수신기 RX1(1916)는, 수신기를 가진 디바이스가 위치(2024)에 접근함에 따라, 블루투스 광고를 주기적으로 방송한다(도 20 참조). 전송기 TX3(1908)이 먼저 수신기 RX1(1916)로부터 BLE 광고를 검출하면(도 17의 방법에서 단계 1701), 그것은 수신기의 고유 ID(블루투스 어드레스)를 획득하고, TX3는 이 정보를 모뎀(1912)을 통해 관리 시스템(1920)에 전송한다(시간 T1에서 2 통신들이 개략적으로 도시된다). 관리 시스템(1920)은 식별된 수신기에 대한 정보; 모든 전송기들을 포함하는 지역 전력 관리 설비; (수신기와 연계된 기업 또는 계좌와 같은) 수신기의 허가에 관련된 정보; 가격 정보 및 통신을 개시했던 전송기 TX3에 대한 정보와 같은 다른 적용 가능 정보를 참조할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 관리 시스템(1920)은, 클러스터내의 모든 전송기들 TX1, TX2 및 TX3이 수신기 RX1(1916)로의 전력 전달을 위해 이용될 수 있다고 판정하여, 이 메시지를 마스터 전송기에 전송한다(도 17의 방법에서 단계 1703).
도 19 및 도 20에는, 소정 위치(예를 들어, 방(2024))에서의 전송기 클러스터 관리 방법이 개략적으로 도시된다. 시간 T3에서, 관리 시스템(1920)은 전송기들 TX1(1904), TX2(1906) 및 TX3(1908)에 의해 무선 전력 전송에 대한 수신기 RX1 액세스를 승인하는 메시지를 마스터 전송기에 송신한다. 도 20에는, 시간 T3에서의 수신기에 대한 전력 전송의 초기 허가 후, 수신기 RX1이 여러 시간 T4, T5 및 T6에서 방(2024)에 진입하여 거기를 가로질러 이동하는 것이 도시된다. 시간 T4에서, 수신기 RX1은 전송기 TX2 및 TX3의 범위내에 있다. 시간 T5에서, 수신기 RX1은 전송기 TX1의 범위로 진입하여 3개의 전송기 TX1, TX2 및 TX3의 범위내에 있다. 전송기 TX1이 우선 수신기 RX1을 검출하면, 그것은 관리 시스템(1920)에 메시지를 송신하여, 수신기 RX1로의 전송기 TX1의 전력 전달을 승인하는 복귀 통신을 마스터 전송기에 송신한다.
시간 T5 이후 소정 기간 동안, 3개의 전송기들 TX1, TX2 및 TX3의 모두는, 마스터 전송기TX3에 의한 수신기 RX1과의 3개 전송기들의 통신 조정에 따라, 수신기 RX1에 전력을 전달하는데 이용될 수 있다 (도 17의 방법에서 단계 1705). 일 실시 예에 있어서, 마스터 전송기 TX3은 전송기들 TX1 및 TX2에 명령하여, (전송기들 TX1, TX2 및 TX3이 3초 기간 중 1초를 할당받도록) 수신기와의 그들의 통신을 전체 3초의 기간 중 1초로 제한시킨다. 이것은, 예를 들어, 다른 전송기에 대해 통신이 발생하는 1초 기간의 시작시에 "온(on)" 신호를 다른 전송기들 중 하나에 송신하고, 그 기간의 종료시에 "오프(off)" 신호를 송신하는 마스터 전송기 TX3에 의해 실행될 수 있다. 대안적으로, 마스터 전송기 TX3은 "온" 기간의 지속 시간과 결합되는, 통신을 위해 "온" 기간의 시작시에 "온" 신호를 송신할 수 있다. 주어진 전송기가 수신기 RX1과 통신 중이 아닌 시 기간동안, 전송기는 수신기로부터 획득한 가장 최근의 통신에 기초하여 그의 전송 안테나의 위상을 제어할 것이다. 각 1초의 "온" 기간동안 수신기 RX1에 의해 높은 볼륨의 통신이 전송될 경우, 이동중인 수신기에 전력을 전송할 때, 각 전송기가 그의 안테나 위상을 조정하여 전력 전달을 규제할 수 있게 하는데 있어서, 통신을 위한 그러한 간헐적인 시 기간들이면 충분하다는 것을 알게 되었다 (도 17의 방법에서 단계 1707).
시간 T6에서, 수신기 RX3은 전송기들 TX1 및 TX3의 범위내에 잔류하면서, 전송기 TX3의 범위를 떠났다. 전송기가 식별된 수신기 전력을 전달하도록 허가받은 기간 동안, 다른 데이터들 중에서도, 전송기는 수신기와의 그의 통신의 신호 세기에 대한 데이터를 관리 시스템(1920)에 통신하며, 그에 따라, 시간 T6까지, 관리 시스템(1920)은, 전송기 TX3이 수신기 RX1에 대한 범위 밖에 있음을 검출한다 (도 17의 방법에서 단계 1709). 관리 시스템(1920)은 수신기 RX1에 대한 거부 액세스 메시지를 전송기 TX3에 송신하고, 잔여 전송기들 중 하나(보다 낮은 IP 번호를 가진 전송기 TX1)를 마스터 전송기로서 선택한다. 이후, 전송기 TX1은 여전히 수신기 RX1에 전력을 전달하고 있는 전송기들 TX1 및 TX2와 수신기 RX1간의 통신을 제어한다.
주어진 수신기의 범위내에 어느 전송기들이 있는지를 추적하는 것에 추가하여, 관리 시스템(1920)은, 안전 우려에 기초하여, 주어진 수신기 및 디바이스에 출력되는 전력을 제한할 수 있다. 여러 이동 전화는 4.0와트 또는 그 바로 아래 값(예를 들어, 3.96, 3.97, 3.98 또는 3.99 와트)의 최대 DC 전력 레벨을 가진다. 전송기 클러스터 관리 천이의 경우, 즉, 주어진 수신기와의 통신에 있어서 전송기들 세트로의 변경의 경우, 관리 시스템(1920)은 임의 적용 가능 최대 전력 레벨의 준수를 보장하기 위해 마스터 전송기에 메시지를 전송할 수 있다. 이 메시지는 이용 가능 전송기들에게 전송기들의 클러스터중의 개별적인 전송기들로부터의 전력 전달을 제한하도록 지시하며, 그에 의해 각 전송기로부터 안전한 전력 전달을 보장한다.
상술한 설명은, 무선 전력 관리 시스템, 바람직하게는, 데이터 관리 서비스에 대한 온라인 액세스 및 중앙 데이터 저장을 위해 네트워크화된 네트워크형 원격 서버들을 가진 클라우드 계산 관리 시스템과, 전송기들의 클러스터간의 상호 작용을 통해 전송기들의 클러스터 관리의 제어를 설명한 것이다. 대안적인 실시 예에 있어서, 전송기들의 클러스터는 무선 전력 관리 시스템에 의한 관리없이, 전송기들 자체의 제어하에 전송기 클러스터 관리를 달성한다. 전송기들이 전송기 클러스터 관리에 있어서 무선 전력 관리 시스템에 의해 이용된 관리 정보 및 기능성을 대부분을 복제할 수 있기 때문에 이것이 가능하다.
상술한 전송기 클러스터 관리 기법은 주어진 위치에서 수신기로의 전송기들에 의한 전력 전달을 제어하는데 있어서, 전송기 클러스터라고도 지칭되는, 주어진 위치들에 있는 모든 전송기들의 계층적 관리를 수반한다. 계층적 구조의 임의 레벨로 전송기-수신기 접속을 관리할 수 있는 다른 전송기 클러스터 관리 기법도 가능하다. 예를 들어, 관리 시스템은 주어진 전송기 클러스터를 소정 위치에 있는 모든 전송기들의 서브셋으로서 정의하며, 그 위치에 있는 다른 전송기들과 분리된 이들 전송기들과 수신기의 상호 작용을 관리한다. 또한, 전송기 클러스터 관리 기법은 다수의 이웃하는 위치들에 걸쳐서의 전송기-수신기 전력 전달 및 통신을 관리할 수 있다. 예를 들어, 2개의 이웃하는 가정들의 각각은, 클라우드 기반 전력 전달 관리 시스템에 의해 관리된 하나 또는 2개의 클러스터들로 조직될 수 있는 2개의 전송기들을 가질 수 있다. 그 시스템은 이웃하는 위치들을 클러스터로서 관리할 수 있으며, 그에 따라, 4개의 전송기들의 모두는 하나의 클러스터의 일부일 수 있다. 또는, 그 시스템은 개별적인 클러스터로서 각 청구서 발송지(billing address)를 관리할 수 있고, 그에 따라, 각각 2개의 전송기들을 가진 2개의 클러스터가 존재할 수 있다.
여러 측면 및 실시 예가 개시되었지만, 다른 측면 및 실시 예가 고려된다. 개시된 여러 측면 및 실시 예들은 예시적인 것으로 제한을 위한 것이 아니며, 진실한 범주 및 사상은 이하의 청구항에 의해 나타난다.
상술한 방법 설명 및 프로세스 흐름도는 단지 예시적으로 제공되며 여러 실시 예들의 단계들이 안출된 순서로 실행되어야만 하는 것을 요구하거나 암시하는 것은 아니다. 당업자라면 알겠지만, 상술한 실시 예들에 있어서의 단계들은 임의 순서로 실행될 수 있다. 용어, "그 다음", "다음" 등은 이 단계들의 순서를 제한하기 위한 것이 아니며, 이들 단어들은 단순히 방법의 설명을 안내하는데 이용된다. 프로세스 흐름도가 순차적인 프로세스로서 그 동작을 설명하지만, 그 동작들 중 많은 동작들은 병렬로 또는 동시에 실행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서는 재 배열될 수 있다. 프로세스는 방법, 기능, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응한다. 프로세스가 기능에 대응할 경우, 그의 종료는 호출 기능(calling function) 또는 주 기능으로의 기능 복귀에 대응한다.
본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명한 여러 예시적인 논리 블럭, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 그의 조합으로 구현될 수 있다. 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 여러 예시적인 구성 요소, 블럭들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 그들의 기능성 견지에서 전반적으로 설명되었다. 하드웨어 또는 소프트웨어가 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 고안 제약에 의존함에 따라 그러한 기능성이 구현된다. 당업자라면 각각의 특정 애플리케이션에 대해 여러 방식들로 설명된 기능성을 구현할 수 있지만, 그러한 구현 결정이 본 발명의 범주를 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
컴퓨터 소프트웨어로 구현된 실시 예들은 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어, 서술 언어 또는 그들의 임의 조합으로 구현될 수 있다. 코드 세그먼트 또는 기계 실행 가능 명령어들은 절차, 기능, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스 또는 명령, 데이터 구조 또는 프로그램 문(program statement)의 임의 조합을 나타낼 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수(argument), 파라메타 또는 메모리 컨텐츠를 전달 및/또는 수신함에 의해 또 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 결합될 수 있다. 정보, 인수, 파라메타, 데이터등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송등을 포함하는 임의 적당한 수단을 통해 전달되거나, 송신되거나 전송된다.
이들 시스템 및 방법을 구현하는데 이용되는 실제 소프트웨어 코드 또는 전용 제어 하드웨어가 본 발명의 제한은 아니다. 따라서, 시스템 및 방법들의 동작 및 작용은, 특정 소프트웨어 코드에 대한 참조없이 설명되었으며, 본 명세서에서의 설명에 기초하여 시스템 및 방법을 구현하도록 소프트웨어 및 하드웨어가 고안될 수 있음을 알 것이다.
그 기능은, 소프트웨어로 구현될 경우, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 저장 매체상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 독출 가능 저장 매체상에 상주하는 프로세서 실행 가능 소프트웨어 모듈에 내장될 수 있다. 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 매체는, 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 컴퓨터 저장 매체 및 실감형 저장 매체를 포함한다. 비 일시적 프로세서 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의 이용 가능 매체일 수 있다. 예를 들어, 제한을 위한 것은 아니지만, 그러한 비 일시적 프로세서 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스 또는 원하는 프로그램 코드를 명령어 또는 데이터 구조 형태로 저장하는데 이용되고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의 다른 실감형 저장 매체를 구비한다. 본 명세서에서 이용된 디스크(disk and disc)는 CD(Compact Disc), 레이저 디스크, 광학 디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하는데, 디스크(disk)는 통상적으로 기계적으로 데이터를 재생하고, 디스크(disc)는 레이저로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들은 컴퓨터 판독 가능 매체의 범주내에 포함되어야 한다. 추가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 제품내에 합체될 수 있는 비-일시적 프로세서 판독 가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능 매체상에 코드들 및/또는 명령어들의 세트 또는 그들의 조합으로서 상주한다.
개시된 실시 예의 상술한 설명은 당업자가 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시 예들에 대한 여러 수정은 당업자에게 명확할 것이며, 본 명세서에서 정의된 본질적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고도 다른 실시 예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 나타난 실시 예에 국한되는 것이 아니라 본 명세서에 개시된 이하의 청구범위 및 원리와 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범주를 따라야 한다.
여러 측면 및 실시 예들이 개시되었지만, 다른 측면들 및 실시 예들이 고려된다. 개시된 여러 측면들 및 실시 예들은 설명을 위한 것일뿐 제한을 위한 것은 아니며, 진실한 범주 및 사상은 이하의 청구 범위에 의해 나타난다.
Claims (20)
- 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 시스템으로서,
적어도 하나의 전송기 관리기에 통신 가능하게 결합된 다수의 전력 전송기들; 및
적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 수신기를 구비하며,
적어도 하나의 전송기 관리기는, 적어도 하나의 사용자 디바이스로부터, 다수의 전력 전송기들에 연관된 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기 또는 근접성 중 적어도 하나를 나타내는 선택 표시자를 수신하며,
다수의 전력 전송기들이 다수의 에너지 포켓을 생성하기 위한 제어 전력 전송 신호들을 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하는 것은 선택 표시자에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어되는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 17 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 수신기는 다수의 전력 전송기들로부터 30피트 미만내에 떨어져 있는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 17 항에 있어서,
충전 이력, 충전 스케줄, 충전 상태, 디바이스 ID 및 그들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 관련된 정보를 저장하는 구성으로 된 적어도 하나의 데이터베이스를 더 구비한
동시 통신 제공 시스템.
- 제 17 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는 적어도 하나의 전력 수신기에 의한 전송 허용을 제한하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 17 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는 다수의 전력 전송기들에게 적어도 하나의 사용자 디바이스와 연관된 정보를 제공하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 17 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는, 다수의 전력 전송기들에게 적어도 하나의 전력 수신기와 연관된 정보를 제공하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 수신기와 연관된 정보는 적어도 하나의 전력 수신기의 전력 기록을 구비하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
다수의 전력 전송기들이 적어도 하나의 전력 수신기에 제어 전력 전송 신호들을 전송하는 것은, 적어도 2개의 선택 표시자들에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어되는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 8 항에 있어서,
적어도 2개의 선택 표시자들은, 적어도 하나의 사용자 디바이스가 다수의 전력 전송기들과 통신하는 시 기간 및 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기를 구비하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 8 항에 있어서,
적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기는, 적어도 하나의 사용자 디바이스의 최대 용량의 100%보다 실질적으로 더 큰 사전 결정된 백분율을 초과하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는 블루투스, BLE(Bluetooth Low Energy), Wi-Fi, NFC, ZigBee 및 그들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 프로토콜을 통해 적어도 하나의 사용자 디바이스와 통신하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 전송기 관리기는, 적어도 하나의 사용자 디바이스의 위치를 매핑하기 위한 안테나 관리기를 더 구비하는
동시 통신 제공 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는, 적어도 하나의 원격 서버에, 다수의 전력 전송기의 성능 또는 적어도 하나의 전력 수신기의 성능에 연관된 정보 또는 적어도 하나의 사용자 디바이스에 연관된 정보를 통신을 통해 전달하는
동시 통신 제공 시스템.
- 무선 전력 전달 네트워크에 있어서 동시 통신을 제공하는 방법으로서,
다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나가, 다수의 에너지 포켓들을 생성하기 위한 제어 전력 전송 신호들을, 적어도 하나의 사용자 디바이스에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하고;
다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나의 전력 전송기의 적어도 하나의 전송 관리기가, 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나와 연관된 적어도 하나의 사용자 디바이스의 신호 세기 또는 근접성을 나타내는 선택 표시기를 수신하는 것을 구비하되,
다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나의 전력 전송기가, 적어도 하나의 전력 수신기에 전송하는 것은, 선택 표시자에 따라, 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어되는
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 수신기는 다수의 전력 전송기들 중 적어도 하나의 전력 전송기로부터 30피트 미만내에 떨어져 있는
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
충전 이력, 충전 스케줄, 충전 상태, 디바이스 ID 및 그들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 관련된 정보를 저장하는 구성으로 된 적어도 하나의 데이터베이스를 더 구비한
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는 적어도 하나의 전력 수신기에 의한 전송 허용을 제한하는
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
적어도 하나의 전송기 관리기는 다수의 전력 전송기들에게 적어도 하나의 사용자 디바이스와 연관된 정보를 제공하는
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
선택 표시자는 적어도 하나의 전력 수신기의 전력 기록을 구비하는
동시 통신 제공 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 전송은, 적어도 2개의 선택 표시자들에 따라 적어도 하나의 전송기 관리기에 의해 제어되는
동시 통신 제공 방법.
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